（动物学专业论文）内蒙古中东部地区小驼嗡蜣螂onthophagus+gibbulus形态变异及遗传多样性特征研究.pdf

内蒙蠢师范大学硕士学位论文 中文摘要 小驼嗡蜣螂仇豌d 矽磊疆g 掰s 譬汤6 “觑s ，隶属于鞘翅臣c o l e o p t e r a 金龟总 科s c a r a b a e o i d e a 金龟科s c a r a b a e i d a e 嗡蜣螂属0 凡历印j l n 舭s ，以哺乳动物 粪便为食。本文根据前人的研究及作者的采集观察，总结了内蒙古中部 地区小驼嗡蜣螂的生物学特性，描述了成虫雄性生殖器及其幼虫形态特 征，采用形态标记、r a p d 分子标记技术，对内蒙古地区几种欺型生境 中的小驼嗡蜣螂种群的遗传多样性、以及与环境的关系进行了研究，研 究结果如下： 在内蒙古中部区7 个种群的鼬婶d 分析中，1 6 条引物共扩增得到3 6 3 条带，p o p g e n e 分析结果表明，总多态位点比率为l o o 。小驼嗡蜣螂 总的n e i s 基因多样度指数为o 2 8 0 ，总的s h a 珏珏。鼗多样性指数为0 4 3 3 ， 表明小驼嗡蜣螂种群遗传多样性丰富；分子方差( a m o v a ) 分析表明， 1 2 5 7 的变异存在于种群间，8 7 4 3 的变异存在于种群内，种群间的遗 传分化系数( 洳矽为0 1 5 8 ；愈l e q 毽i 程分析结采也显示小驼嗡蜣螂种群闻的 遗传分化系数尼丁较低，在o 0 5 0 0 1 8 0 ( p 0 0 5 ) 之间，基因流肠在2 2 7 8 9 5 0 7 之间，表明种群间存在广泛的基因交流。 对采自内蒙古中、东部区的8 个小驼嗡蜣螂地理种蒜的3 5 7 头成虫 标本的1 3 项形态学指标的聚类分析结果表明，8 个地理种群聚为两大支， 中部区的7 个种群聚为一支，东部区的1 个种群为支，即中部地区间 小驼嗡蜣螂不同种群的形态特征较接近，丽与东部区种群的形态差异较 大。m a n t e l 相关性检验发现在大的地理范围内，欧氏距离与褶应的地理 距离之间存在正相关关系，相关显著( p o + 0 5 ，l o o o 次置换) ，畏| j 形态特征的分化与r 船d 数据所得的遗传分化之间的相关性 不显著。 就所研究的种群丽言，3 个多样性指数与海拔高度之间成正相关，但 相关不显著；与降水量、1 月份均温、7 月份均温及l o 年积温之间均 存在负相关关系，但不显著( p 0 0 5 ) ；与1 0 年积温之间存在负相关 关系，相关显著( p o 。0 5 ) 。形态标记所得小驼嗡蜣螂种群闻欧氏距离与 所选6 个环境因子的总分异之间经m a 瓣t e l 相关性检验显示，存在极显著 ( p o 0 1 ) 的相关关系。这些结果表明若干环境阕子对小驼嗡蜣螂种群 内遗传变异起一定的作用，其中1 0 年积温对种群分化起主要作用。 关键词：小驼嗡蜣螂，形态变异，黜诣d ，遗传多样性 l l 内蒙吉师范大学硕士学位论文 a b s t r a c t 锄旃印磊露g 联sg f 参6 掰f 淞 b e l o n g e d t o 锄踊印是路g 醒s ， s c a r a b a e i d a e ， s c a r a b a e o i d e a ， c o l e o p t e r a i tw a sac o p r o p h a g o u ss c a r a b sw i t hm a m m a l d u n g i nt h i ss t u d y ；i t sb i o l o g i c a lc 量l a r a c t e r s 、v e r es u i n m a f i z e d ，c h a f a e e r so f m a l e 殳e n i t a la n dt 董l ee x e 臻a l 硒棚lo fl a aw e f ed e s c r i b e d 。m o 巾h o l o g i c a l m a r k e r sa n drap dm 0 1 e c u l a rt e c h n i q u e 、v e r ea p p l i e dt os t u d yt h eg e n e t i c d i v e r s i t y ， a n dc o r r e l a t i o nb e t 、v e e ng e n e t i ca n ds e v e r a le n t i f o n m e n tf a c o r so f & g l 参务疆班sp o p u l a t i o 珏ss a l 於p l e d 行。l 鞋s e f e v f a lt y p i e a lh a b i t a t si nt h em i d d l e a n de a s t e r np a r to f 1 n n e rm o n g o l i a r e s u l t sa sf b l l o w ： s e v e ng e o g r a p h i c0 。g f 6 6 “z 托sp 。p u l a t i o n sc o u e c t e d 妇的mt h em i d d l ep a r to f 王毽鼗e f m o 蠢g 。l i aw e 辩a 醢a l y 瑟db y r a 鼗d o ma 撒p l i 量c a t i 。珏p o l y 溅。叩h i s m d n a ( r a p d ) m o l e c u l a rt e c h n i q u e r a p da m p l i f i c a t i o nw a sc o n d u c t e dw i t h 16p “m e r s ，p o p g e n es o f t w a r ea n a l y s e si n d i c a t e dt h a t3 6 3p o l y m o r p h i cl o c i w e f ed e t e c e d ，w i 纛p e f e e 臻鑫g e fp o l y l 羹o r p h i cl o c i ( 一b e i 疑g 王0 0 ，髓et o l a l n e i sg e n ed i v e r s i t y ) w a s0 2 8 0 ，a n ds h a n n o n si n f o r m a t i o ni n d e x w a s o 。4 3 3 ，i n d i c a t i n g 。ah i g h1 e v e lo fg e n e t i cd i v e r s i t yo fd g f 6 6 以f 秘s ；加a l y s i so f l 强9 l e c 毽l 鑫fv a f i 鑫建e e 撇0 1 、f a )d e l 羹。致s f 鑫e 蠢 囊a l纛e a l 羹。建g p o p 毽l a i o 嚣 c o m p o n e n t a c c o u n t e df 6 r12 5 7 o ft h et o t a lv a r i a t i | o n ， w h i l et h e w i t h i n p o p u l a t i o n sc o m p o n e n t a c c o u n f e df b r 8 7 4 3 殇， a n dt h e g e n e t i c d i 壬琵f e 藏i a i o ne o e 爱i e i e 纛( 酝力a f 羹o n gl h ep o p 珏l a i o 稳sw a so 。王5 8 ；知l e 每毽i n s o f t w a r ea n a l y s i sd e m o n s t r a t e dt h a tt h ec o e ! ! i c i e n to fg e n e t i cd i j 能r e n t i a t i o n a m o n gt h ep o p u l a t i o n sw e r el o w ，b e t w e e n0 0 5 0a n do 1 8 0 ，a n dt h eg e n e f l o w v 鑫l u el 、矗携a l f n o 廷g h ep o p 珏l a i o 廷sw e r e2 2 7 8 9 。5 0 7 ，w h i c hi 觳d i c a e da s t r o n gg e n ef l o wa l n o n gt h ep o p u l a t i o n s m o r p h o l o g i c a ld a t ao f0 g z 6 扫“z “s c 0 1 l e c t e df l - o me i g h tp o p u l a t i o n si nt h e l n i d d l ea n de a s l e f 蔽p a f to fl n 爨e fm o n g o l i a ，a n d1 3 璎o f p h o l n e f i ce 基a f a c e f s w e r em e a s u r e df r o m3 5 7a d u l ts p e c i m e n sa n dt h el e v e lo fm o r p h o l o 沓c a l l l l 内蒙古师范大学硕士学位论 s i m i l a r i t ya m o n gs i t e sw a sc a l c u l a t e du s i n gm u l t i v a r i a t ea n a l y s i st e c h n i q u e s t h ec l u s t e r a n a l y s i s i n d i c a t e dt h a tt h e8 p o p u l a t i o n s d i v i d e di n t ot w o b r a n c h e s ， s e v e np o p u l a t i o n sf r o mm i d d l ep a r tw a so n eb r a n c h ，e a s t e r n p o p u l a t i o nw a sa n o t h e r o n e i e ， m o r p h o l o g i c a l v a r i a t i o nl e v e l a m o n g p o p u l a t i o n so fd 6 6 “砒s f r o mm i d d l ep a r tw a sl o w e rt h a nt h a tb e t w e e n m i d d l ea n de a s t e r n p o p u l a t i o n s m a n t e lt f e s tr e v e a l e dt h a ti n 1 a r g e g e o g r a p h i c a ls c a l et h ep o p u l a t i o n s g e n e t i cv a r i a t i o nw a sp o s i t i v e l yc o r r e l a t e d w i t ht h e g e o g r a p h y d i s t a n c e d i s c r i m i n a n t a n a l y s i s e s t a b l i s h e dt h e d i s c r i m i n a n tf h n c t i o n so ft h e s e e i g h tp o p u l a t i o n s ， a n dr e v e a l e dt h a tt h e p e r c e n t a g e o fd i s c r i m i n a n tw e r eb e t w e e n 2 6 2 8 1 3 ， a n dt o t a l p e r c e n t a g eo fd i s c r i m i n a n t4 4 3 t h ec e n t e r so f2 d - p l o t so fd i s c r i m i n a n t f u n c t i o n so ft h em i d d l ep a r tp o p u l a t i o nw e r ec l o s e rt h a nt h a tb e t w e e nm i d d l e a n de a s t e r np o p u l a t i o n s t h i sr e s u l lw a sc o n g r u e n tw i t hc l u s t e ra n a l y s i s i nt h es m a l l g e o g r a p h i c a l s c a l eo fm i d d l ep a r to fi n n e r m o n g o l i a ，t h e c l u s t e ra n a l y s i sb a s e do nr a p dd a t e ss h o w e dt h es e v e np o p u la t i o n sw e r e d i v i d e di n t ot w ob r a n c h e s h o w e v e r ， t h ec l u s t e r a n a l y s i s b a s e do n m o r p h o m e t r i cd a t e ss h o w e dt h es e v e np o p u l a t i o n sw e r ed i v i d e di n t ot h r e e b r a n c h e s i nb o t ht w oa n a l y s e s ，1 7 l 几c h u a na n dc h a h a e rp o p u l a t i o n sc l u s t e r e d t o g e t h e r t h em a n t e l 一t e s ti n d i c a t e dt h a ti ns 瑚a l lg e o g r a p h i c a ls c a l et h e r ew a s p o s i t i v ec o r r e l a t i o nb e t w e e ng e n e t i cv a “a t i o na n dg e o g r a p h yd i s t a n c e ，b u tn o t s i g n i f i c a n t t h ec o r r e l a t i o nw a sn o ts i g n i f i c a n tb e t w e e ne u c l i d e a n sd i s t a n c e a n dn e i su n b i a s e dg e n e t i cd i s t a n c eo f 7d i f ：眙r e n tm i d d l ep a r tp o p u l a t i o n sb y m a n t e lt e s t i e ， t h e p o p u l a t i o n s m o r p h 0 1 0 9 i c a l d i f f e r e n t i a t i o nh a sn o c o r r e l a t i o nw i t ht h eg e n e t i cv a r i a t i o n m a n t e lt e s t ss h o w e dt h a tt h e r ew a s s i g n i f i c a n tp o s i t i v e c o r r e l a t i o n ( p o 0 5 ) ， a n dw a sn e g a t i v e l yc o r r e l a t e dw i t ha n n u a lp r e c i p i t a t i o na n dt e m p e r a t u r e i v 内蒙古师范大学硕士攀位论文 f a c c o r s ( l o c u m u l a t i v et e m p e r a t u r ei nay e a r ，m e a nt e m p e r a c u r ei nj a n u a r y a n dm e a nt e m p e r a t u r ei nj u l y )b u tn o ts i g ni f i c a n t ( p 0 0 5 ) ， a n dw a s n e g a t i v e l y c o r r e l a t e dw i t 量11 0 c u m u l a t i v e t e m p e r a t u r e i na y e a r s i g n i 纛e a 秘l y ( p 走主，覆盖度低，有裸地暴露。沙丘臻坡，盘于风蚀作用弱， 檀被覆盏度较大，主要分布氨叉分蓼( 鳓锄弦提“删威凇，f 姒小) 等沙生植物。 呼和浩特地处大青山的南麓。赛马场位于呼和浩特市北郊，是中国目前最大的赛 马场。肉蒙古赛马场建于1 9 5 9 年。赛马场东西长7 5 0 米，南北长4 0 5 米，跑道呈椭 翟形，宽i 8 米，髑长2 0 鹋米。 8 2 研究方法 武川县地处阴山山脉北北麓，向蒙古高原的过渡地带，属典型的山地丘陵区，素有 “后函粮仓”之称。历史土以草原景观为主，由于长甥的农监活动，显示擞明显的农 牧交错景观特征。主要山脉即阴出由脉一大青由，绵亘予县境的西、南、东部边缘， 使此三面地势陡峭高耸。气候属半干旱大陆性气候，素有“十年九旱”之称。从东南 向话北逐步由半湿润过渡到半干旱与干旱。多年平均年降雨量为3 5 0 咖，是农牧交 错带的典型代表地区。境内植被稀疏，呈半干旱和干旱草原植被特点。海拔1 7 6 4 m 。 壤为暗渠钙士，由于常年的人工耕作管理，土壤湿度大，土质疏松，养分含量相对 较赢。 察哈尔右翼中旗简称察右中旗，位于内蒙古自治区乌兰察靠市中部，阴山支脉 辉腾锡勒北麓。辉腾锡勒草原，这里平均海拔2 1 0 0 米，面积约6 0 0 平方公里。 这里气候独特，冬季寒冷，夏季凉爽，属温带大陆性气候。全年无霜期6 4 7 2 天，平 均降雨量4 3 0 毫米。辉腾锡勒肥沃的土地和独特的自然风貌，形成了世界少有的典型 高山革甸革场辫腾锡勒草原。有高山草甸草原2 l 万亩，植被覆盖率达8 锈一9 5 锈。优 势植物主要有煮草、狐茅、脉苔等。 达尔罕茂明安联合旗位于内蒙古自治区北部。地势南高北低，由南向北缓倾。平 均海拔1 3 7 6 m 。属大陆性干旱气候，地带性土壤为棕钙土。地带性植被为荒漠草原， 由真旱生和楣当数量的旱生小半灌木、灌木组成。植被建群种、及优势种为克氏针茅 ( & 勿接坳汤v 嚣) 、戈壁针茅( & 8 萨务妇) 、短花针茅 p b 弘五叮 ( 2 3 ) 式中：斑为分类单位；磁性状；x ；，第个分类单位第歹个性状状念的数据；z 牙经过 变换后的数据：夏，第j 个性状数据的平均值；s i 第歹个性状数据的标准差。 2 4 4 2 数据分析方法 将测量、观察所得形态学数据标准化，用判别分析( d i s c r i m i n a n ta n a l y s i s ) 中的 f i s h e r 判别法测定种群闯的形态差异；根据形态数据求得各个种群问的平均欧氏距 离，将所得欧氏距离矩阵进行最民距离法f 娃r t h e s tn e 碴h b o r 构建聚类图分析各种群之 间的遗传分化结果。判别分析、聚类分析均在s p s s l 3 。o 软件上进行。 欧氏距离计算公式： d ( f ，j ) = l x n x ，t 1 2 + l 石z ：一x ，：1 2 + + l z 妒一x 如1 2 ( 2 唾 其中f = n ，戈f 2 ，) 和，= ，z ，2 ，戈扫) 是两个p 维的数据对象。 判别分析的判别函数为： y = 口l x l + 蹿2 茗2 + + 痞n x 一 ( 2 5 ) 其中：y 为判别分数( 判别值) ，x t ，x ：，x 一为反映研究对象特征的变量， 旌t ，露：一+ ，露n 为系数。对于每个个体进行判别时，把观测量的各变量值代入判别函数， 得獭判别分数，从褥确定该个体属于哪一类，或计算属予各类的概率，4 从焉判别该个 体属于哪一类。 内蒙古师楚大学硕士学位论 2 。5r a p d 分析方法 2 5 1 主要仪器及所用试剂 所用仪器主要有 ) c 较扩增仪( 0 5 0 8 1 0t g r 醚i e 秘t 4 8 德国 ，稳压稳流电泳仪( 8 掰 一2 型) ，凝胶成像系统( t a n o ng i s 一1 0 0 0 b 中国上海) ，紫外分光光度计( 7 5 2 c ) ， 台式低温高速离心机( h e t t i c hm i k r 0 2 2 r ) ，双重纯水蒸馏器，高压灭菌锅，电子天 平，低温冰箱，超净工作台，微量移液器( 1 陬l 、5 吮1 、2 0 毗l 、1 0 0 毗1 ) 等。 所用试剂主要有t a q d n a 聚合酶( 大连宝生物) ，1 0 b u f f e r ( 大连宝生物) ，随 机弓l 物( 上海s a 瓣g o n ) ，d 善 ) ( 大连宝生物 ，d 黻滟r ( e rl l 。 c q + p q + 套 弋j 己 蓬3 2 夸驻赡蠖簿雄虫头顶黪变纯娃 f 9 3 2v e f l e xd i v e f s i f i e 氇l i o 建o fm a l e 馥善西易雠f 髅 ；，么二：、。 产7 ；名。一土 | 分s = 孚、 i f 肇 淄3 3 小驻嗡蜣螂雌虫前腑背板涮 秘静一3p f o 鑫o 醢燕o f 纯难鑫l e & g 强务掰z i 醛 在整理实验室标本时发现分布于内蒙古中部地区的小驼嗡蜣螂雄虫多数头顶为 指状突起且位屠正中，无指状突起者少见，指状突起靠右的雄虫没有见到。雌虫标本 中，前瘸背板斡两辩形态均较常见。鞘翅上的黑色斑点密度有所不同，分别是鞘翅黑 斑穗少、多、较多及连成线状麴黑色条斑( 觅瑟3 。4 ) 。共我察了3 5 8 头拣本，其中鞘 翅上分布黑斑多的标本在所采标本中较常见，