1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
柑橘全爪螨[Panonychuscitri(McGregor)]属真螨总目绒螨目,叶螨总科,叶螨科。它是一种世界性的柑橘害螨,主要分布于中国、美国、日本、印度、南非和低中海国家。它是柑橘产区普遍发生、危害最严重的害螨[1]。柑橘全爪螨寄主广泛,除柑橘类外,还危害梨、桃、柿、枣、桂花、垂柳、月季和一品红等经济作物和园艺观赏植。柑橘苗木和幼树受害较重。成螨、若螨和幼螨群集于嫩叶枝梢及果实上刺吸汁液,但以叶片受害最重,被害叶片呈现许多灰白色小斑点,失去光泽,严重时全叶灰白,造成大量落叶、落果,影响树势和柑橘果产量[2]。
近年来主要是依靠杀螨剂来控制柑橘全爪螨,防治它的危害。然而,由于杀螨剂的滥用,柑橘全爪螨种群产生的杀螨剂抗性逐渐成为一个重要的问题[3]。除了化学防治,生物防治也被应用于防治螨的危害。从生物防治的角度来看,为了更好地控制柑橘全爪螨,了解其种群遗传结构是非常有必要地,因为它可以阐明柑橘全爪螨的种群动态[4]。为了实现这一目标,需要大量的多态性分子标记,在之前的柑橘全爪螨群体遗传学研究实验中所使用的是同工酶[5]、COI[6]和ITS1序列[7],但由于多态性比较低,或者在基因组中存在多拷贝现象,这些分子标记并不是特别适用于种群遗传结构研究。
近年来,由于微卫星标记在基因组中数量多、多态性高、中性及复等位的优点使其在种群遗传结构分析中被广泛的应用。SSR标记主要改进了微卫星开发富集文库,费力、低效率和价格昂贵的不足之处[8]。其在种群遗传学中的应用主要包括群体分化程度、有效种群大小、基因流、历史时间评估等方面。然而,柑橘全爪螨种群遗传学研究的进展受限于它的微小的体型,这使得我们很难从柑橘全爪螨中获得高纯度的DNA,以用于微卫星标记实验。因此,到目前为止,只有一个可用于柑橘全爪螨的微卫星标记[9]。但是,如今已经有很多可用的EST数据库用来开发微卫星。相对于微卫星文库的建立方法,筛选大量的EST更有利于开发高质量的标记。在此研究中,我们基于EST数据开发了柑橘全爪螨的微卫星。这些微卫星为柑橘全爪螨的种群遗传结构研究提供了新的可能。
2. 研究的基本内容和问题
(1)研究目标:基于EST数据库开发柑橘全爪螨的微卫星,为研究柑橘全爪螨的种群动态和遗传结构提供依据。
(2)研究内容:下载NCBI中柑橘全爪螨的EST数据库,进行序列处理和拼接后,用SciRoKo3.4搜索其中的SSR位点,以Primer premier3设计引物,选用4个柑橘全爪螨品种(成年雌虫)进行多态性引物筛选。
(3)拟解决的关键问题:以NCBI中柑橘全爪螨EST数据库为基础数据,通过数据前处理、SSR定位、人工筛选、引物设计等一系列环节,开发柑橘全爪螨的EST-SSR引物,以丰富现有的柑橘全爪螨SSR标记。
3. 研究的方法与方案
研究方法:
1.材料采集和DNA的提取
在10x10米的柑橘树林(福建泉州)范围内采集单一种群的柑橘全爪螨,并立即放入70%的酒精中保存带回实验室,进行DNA的提取。
4. 研究创新点
在之前的柑橘全爪螨群体遗传学研究实验中所使用的是同工酶、COI和ITS1序列。但由于多态性比较低,或者在基因组中存在多拷贝现象,这些分子标记并不是特别适用于种群遗传结构研究。
近年来,微卫星,也称为简单序列重复(SSRs),由于它的多态性高、为共显性孟德尔遗传、易于PCR扩增的特性已经广泛用于种群遗传学的研究,。SSR标记主要改进了微卫星开发富集文库费力、低效率和价格昂贵的不足之处。
现在已经有很多可用的EST数据库用来开发微卫星。相对于微卫星文库的建立方法,筛选大量的EST更有利于开发高质量的标记。在此研究中,我们基于EST数据开发了柑橘全爪螨的微卫星。这些微卫星为柑橘全爪螨的种群遗传结构研究提供了新的可能。
5. 研究计划与进展
进度安排
2014.06-2014.08不同地理种群柑橘全爪螨的采集。
2014.08-2014.10完成柑橘全爪螨微卫星的开发。
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