入侵物种福寿螺在中国的潜在分布及不同尺度下的种群遗传学

论文摘要

福寿螺(Pomacea spp.)原产于南美洲和中美洲,其中Pomacea canaliculata被列为全球100种恶性外来入侵物种之一,广泛分布于欧洲、北美洲及亚洲等地,给入侵地区的生态系统和农业生产带来成巨大的危害。本研究收集了福寿螺分布数据和世界气候环境变量数据,应用Maxent模型预测了福寿螺在中国的潜在分布区及扩散趋势;通过野外调查,利用线粒体COI和16S rRNA分子标记分析江西省福寿螺种群的遗传多样性和遗传结构,同时利用已有的福寿螺线粒体COI序列数据,进一步分析全球尺度下不同国家福寿螺的遗传多样性水平,阐明其遗传分布格局。以期为构建福寿螺风险预警和科学防治提供基础资料。主要结果如下:1.基于6个环境变量和683条分布数据,预测了福寿螺在中国的潜在分布,结果显示,适宜福寿螺生存的潜在分布区主要位于南方大部分地区,其中浙江、福建、江西、广东、广西、海南和台湾等省为高分布区,其危害十分严重;而上海、湖北、湖南、四川、贵州、西藏、云南和重庆虽为中分布区,但也具有较高的潜在暴发风险。2.Maxent模型预测中刀切法分析显示,影响福寿螺分布的主要环境变量是年均温,贡献率为25.78%。1980~2010年间福寿螺的扩散速度为5.6~7.6公里/年,其扩散范围由东南部沿海逐步向中部和西部扩散蔓延,具有进一步向北扩散的趋势。3.调查结果发现江西省44个县、区的131个样点中82个有福寿螺分布,其中江西省南部和中部福寿螺分布广泛,北部呈零星分布。多种水生生境类型均发现有福寿螺分布,除水库外的静水水体,如稻田、池塘和沟渠密度较高,流速较快的水体,如河流等,密度较低。4.基于线粒体COI和16S rRNA分子标记分析了江西省17个福寿螺种群的遗传多样性,结果显示,江西省存在P.canaliculata和P.maculata两种福寿螺,其中P.canaliculata种群遗传多样性较高,P.maculata种群遗传多样性中等。P.canaliculata与P.maculata分别来源不同的地理种群,表明江西省福寿螺存在多次引入事件。5.基于线粒体COI和16S rRNA分子标记构建单倍型网络图,结果表明,P.canaliculata中H2和P.maculata中H1为最常见的共享单倍型,广泛分布在多个地理种群,这种不同地理种群共享同一单倍型的遗传分布格局与水域连通没有明显关联,表明福寿螺的扩散方式主要是人为活动携带。6.利用GeneBank上已公布的COI基因序列分析全球P.canaliculata种群和P.maculata种群的遗传多样性,结果显示P.canaliculata和P.maculata的遗传多样性水平均较高,且均存在显著的遗传分化。其中P.canaliculata的单倍型与原产地的类型存在较大差异,P.maculata的单倍型数量远少于原产地类型。7.全球P.canaliculata种群和P.maculata种群的中性检验和失配分布分析结果显示,P.canaliculata种群和P.maculata种群没有经历扩张。8.基于线粒体COI序列构建单倍型网络图,结果显示,非本土国家P.canaliculata和P.maculata种群分别存在特有的单倍型,单倍型之间并未显示出明显的地理谱系,表明每个非本土国家具有不同的入侵来源和引入事件。

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第1章引言

1.1 福寿螺概述

1.1.1 入侵福寿螺的分布

1.1.2 入侵福寿螺的种类

1.1.3 入侵福寿螺的危害

1.2 入侵物种的潜在分布研究

1.2.1 物种分布模型

1.2.2 入侵螺类的潜在分布

1.3 福寿螺种群遗传学研究进展

1.3.1 种群遗传学的主要研究技术

1.3.2 福寿螺的遗传多样性和遗传结构

1.4 本研究的目的和意义

第2章福寿螺在中国的历史扩散动态及潜在分布

2.1 材料与方法

2.1.1 分布点数据

2.1.2 环境变量图层

2.1.3 扩散速度分析

2.1.4 模型参数设置

2.1.5 实地考察验证

2.2 结果

2.2.1 模型预测准确性及关键环境变量

2.2.2 福寿螺在我国的扩散动态

2.2.3 福寿螺在中国的分布预测

2.3 讨论

2.3.1 影响模型预测准确性的环境因子

2.3.2 福寿螺在中国的入侵过程

2.3.3 福寿螺在中国的潜在分布区

第3章江西省福寿螺的分布、遗传多样性和遗传结构

3.1 材料与方法

3.1.1 样本采集与保存

3.1.2 实验所用试剂及仪器

3.1.3 基因组DNA提取

3.2 数据分析

3.2.1 序列比对与拼接

3.2.2 遗传多样性分析

3.2.3 遗传分化和种群扩张检测

3.3 结果

3.3.1 江西省福寿螺的分布

3.3.2 序列分析

3.3.3 系统发育分析

3.3.4 遗传多样性分析

3.3.5 遗传分化和种群扩张

3.4 讨论

3.4.1 江西省福寿螺的分布特点

3.4.2 江西省福寿螺的种类

3.4.3 江西省福寿螺的引入和扩散

第4章全球两种福寿螺的遗传多样性和遗传结构

4.1 材料与方法

4.1.1 数据来源

4.1.2 数据分析

4.2 结果

4.2.1 遗传多样性

4.2.2 系统发育分析

4.2.3 单倍型网络分析

4.2.4 遗传分化

4.2.5 种群历史动态分析

4.3 讨论

4.3.1 遗传多样性较高对入侵成功的影响

4.3.2 福寿螺的入侵来源

第5章总结与展望

5.1 主要结论

5.2 展望

附录

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周宇

导师: 吴小平

关键词: 生物入侵,潜在分布,模型,扩散,遗传多样性,遗传结构

来源: 南昌大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 南昌大学

基金: 国家重点研发计划项目“重要热带病相关入侵媒介生物及其病原的动态分布与资源库建设(No.2016YFC1202000)”课题“重要入侵媒介生物播散定殖及传病风险预警模型建立(No.2016YFC1202002)”

分类号: Q958

DOI: 10.27232/d.cnki.gnchu.2019.001160

总页数: 81

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入侵物种福寿螺在中国的潜在分布及不同尺度下的种群遗传学

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