角倍蚜mtDNA基因序列遗传多样性与谱系地理研究的任务书.docx

角倍蚜mtDNA基因序列遗传多样性与谱系地理研究的任务书
任务书
标题：角倍蚜mtDNA基因序列遗传多样性与谱系地理研究
研究目的：
1.探讨角倍蚜（Aphisgossypii）在不同地理区域内的mtDNA序列遗传多样性，并了解该物种的谱系地理学历史。
2.分析角倍蚜的遗传离散程度，探究种群分化机制、物种形成过程及种群动态变化趋势。
研究意义：
角倍蚜是一种农业多食性病害昆虫，在世界各地广泛分布。研究其遗传多样性及谱系地理学历史，不仅有助于深入了解该物种的进化历程、种群遗传特征及适应性变化机制，更有助于探讨其种群动态及病害传播规律。此外，该研究可为角倍蚜的生物学分类提供依据，为农业防控提供准确的分析及决策支持。
研究内容：
1.采集不同地理区域的角倍蚜样本，提取mtDNA基因组DNA并进行PCR扩增，测序得到mtDNA基因序列。
2.利用序列汇总工具比对所得序列，去除低质量序列并使用BioEdit对序列进行编辑、序列合并及校对。
3.利用DNA序列分析软件（如MEGA、DnaSP等）进行遗传分析，计算遗传多样性指数、基因流指数、基因型多样性等，以了解所选角倍蚜群体的遗传分化特征。
4.计算各地群体的遗传距离，并应用常用的聚类方法（如UPGMA、NJ方法）建立聚类树或网络图，以探究角倍蚜的遗传谱系地理学历史。
5.应用分子方差分析（AMOVA）及同源单倍型分析（TCS网络）等方法，分析角倍蚜分群、居群及形态间的遗传差异。
6.利用时间树模拟方法（如BEAST）计算群体分化时间，揭示角倍蚜的种群历史及进化过程。
研究方法：
1.样品采集：从实验田、农田等不同地理区域采集角倍蚜样品，避免筛选样本过程中对样本的伤害。
2.DNA提取：使用高效DNA提取试剂盒对采集的样品进行提取。
3.PCR扩增：合成扩增反应体系，进行PCR扩增。反应体系包括：PCR酶（如Taq）、核苷酸混合物、模板DNA和引物。PCR程序如下：初始变性（94°C）、反应（38个循环，94°C30s，52°C30s，72°C1min）和终止延伸（72°C10min）。
4.DNA序列测定：采用Sanger测序方法。配对末端PCR产物，选用ABI3730DNA自动测序仪进行。
5.数据分析：使用DNA序列分析软件进行数据分析，计算遗传多样性指数等参数，并用聚类分析、网络分析等方法进行分类及谱系地理学历史分析。
时间安排：
第一周：明确研究目的与意义，制定研究方案。
第二周：采集样品并提取DNA。
第三周：PCR扩增，并进行Sanger测序。
第四周：利用DNA序列分析软件进行数据处理。
第五周：应用聚类分析、网络分析等方法分析数据。
第六周：完成分析结果的报告及论文撰写。
预期成果：
1.通过对不同地理区域内的角倍蚜进行mtDNA序列测序，得到角倍蚜的遗传特征。
2.了解角倍蚜的谱系地理学历史及种群动态，探究其种群分化机制及物种形成过程。
3.为该物种的分类和农业防控提供参考依据。
参考文献：
1.AhmedMZ,DeBarroPJ,GreeffJM,etal.2009.GeneticanalysesofinvasiveandindigenouspopulationsoftheagriculturalpestBemisiatabacisuggestthattwocrypticspeciescoexistinJapan.BulletinofEntomologicalResearch,99:683–688.
2.FierstJLandHansenTF.2010.UncoveringtheFootprintofFacultativeSexandRecombinationintheGenomeofaBdelloidRotifer.JournalofEvolutionaryBiology,23:134–145.
3.GuoX,DongAandWangY.2014.PopulationgeneticstructureofAphisgossypiirevealedbymitochondrialcytochromecoxidasesubunitIsequences.InsectScience,21:16–25.
4.KimKS,SappingtonTW,HeslerLS,etal.2008.Geneticstructureofthebeetarmyworm,Spodopteraexigua,inChina.JournalofInsectScience,8:42.
5.LiuM,GaoY,ZhangY,etal.2012.Geneticdiversityandevolutionaryhistoryofacerealaphid,Sitobionavenae,innorthernChina.