线虫内寄生真菌被毛孢拟寄生现象的群体遗传及功能反应模型的建立

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sbt200905
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本研究由两部分工作组成,第一部分为明尼苏达被毛孢中国种群寄生能力多态性的遗传机制,第二部分为洛斯里被毛孢寄生大豆孢囊线虫功能反应模型的建立。明尼苏达被毛孢和洛斯里被毛孢均为大豆孢囊线虫二龄幼虫上的重要内寄生真菌,具有类似的形态和侵染过程。利用交叉接种实验和单核甘酸多态性分子标记对明尼苏达被毛孢中国种群寄生能力多态性的遗传机制以及该种群的可能起源进行了研究。根据交叉接种数据的分析结果,我们初步判定了明尼苏达被毛孢中国种群具有一定的局部适应性特征,针对不同的大豆孢囊线虫种群产生了不同的适合度。但是利用10对单核甘酸多态性引物对该真菌基因组中中性分子标记进行了扩增分析后,我们发现,明尼苏达被毛孢中国种群是一个无性繁殖系,并且表现出了经历了奠基者效应的特征。结合两部分实验的结果,我们最终认为,明尼苏达被毛孢中国种群为一个经历了种群遗传漂变、并处于快速扩张中的种群,我们在交叉接种实验中观察到的寄生能力多样性,并非是由局部适应性导致的,而很有可能来源于表型可塑性或是个体之间的差异。这一结果预示着,对于真菌入群物种来说,即便有着非常单一的遗传背景,也有可能发生快速的表型分化,说明了真菌入侵物种对于新环境极强的适应能力。这一特性,对于科学家们评估入侵真菌种群对于新环境的影响以及真菌生防制剂对于目标生物的控制能力,都有着十分重要的参考价值。  功能反应是经典捕食研究一个十分重要的参数,它决定了捕食过程中捕猎者与猎物种群波动的形式。然而,受限于研究体系和相关概念,有关功能反应的研究在微观环境捕猎者中却少之又少。在本研究中,我们以洛斯里被毛孢和大豆孢囊线虫为研究对象,在试管土体系中开展了第一个有关真菌捕猎者的功能反应研究。利用定光定量PCR,我们对试管土实验中洛斯里被毛孢在土壤中的生物量动态变化进行了监测,并成功对接种线虫前不同处理中的菌丝浓度进行了区分。通过逻辑斯蒂分析,我们最终确定了:洛斯里被毛孢寄生大豆孢囊线虫二龄幼虫的功能反应类型为Holling三型。在获得了功能反应表达式后,我们对表达式中的参数赋予了生物学意义,并且我们认为,功能反应可以作为衡量真菌种间相互作用的一个定量参数。为了解释功能反应曲线所展示的洛斯里被毛孢种内竞争的机制,我们使用自洛斯里被毛孢大米培养基发酵产物进行了抗真菌实验。最终发现,来自发酵产物中的5号馏分对该真菌具有专一的抑制作用,这种抑制作用的强度呈现为浓度依赖的模式,且变化趋势与功能反应曲线的变化一致。本研究为第一个有关真菌捕猎者的功能反应研究,本研究证明了,经典宏观生态学中的参数一样适用于微观环境。除此以外,本研究中使用的研究体系以及提出的概念,均对未来开展微观生态学研究有着一定的促进作用。
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