王固千;曾玲;梁广文;陆永跃
【摘 要】在实验室饲养野生型桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)过程中发现了一种蛹为白的桔小实蝇突变品系.根据孟德尔遗传规律,设计野生型与突变型杂交(正交和反交)、F1代与突变型回交、F1代自交以及F2代突变型自交等实验,对蛹白化突变性状的遗传规律进行研究.结果显示野生型与突变型杂交F1代蛹全部为野生型;F2代野生型和突变型的性状分离比为2.98∶1,回交实验野生型与突变型性状分离比为1.19∶1;而突变体自交后代(F3代)全部为突变体.结果表明桔小实蝇蛹白化突变品系的遗传规律符合孟德尔遗传规律,属于常染体上单基因控制的隐性遗传性状.%A white pupa mutant strains of the oriental fruit fly was found in the laboratory population. According to the genetic laws of Mendel, the experiments of wild type and mutant hybrid (reciprocal cross), F1 generation backcross with mutant type, F1 generation self-fertilize and F2 generation of mutant self-fertilize were designed and carried out, and the genetic regulation of white pupa mutant character was observed and analyzed. The results showed that the proportion of the wild type in F1 gener ation of reciprocal crosses between wild and mutant parents was 100%, the ratio of F2 segregation between wild and mutant types was 2.98∶1, and the ratio in backcrosses was 1.19∶1. In addition, progenies of self-crossed F2 mutants all were mutant type. The results indicated that this kind of white pupa mutant strains was consistent with Mendelian monogenic autosomal recessive inheritance.
cwmp【期刊名称】《环境昆虫学报》
【年(卷),期】2017(039)004
【总页数】5页(P800-804)
【关键词】桔小实蝇;白化突变体;遗传;等位基因
【作 者】王固千;曾玲;梁广文;陆永跃
【作者单位】华南农业大学昆虫学系,广州 510642;华南农业大学昆虫学系,广州 510642;华南农业大学昆虫学系,广州 510642;华南农业大学昆虫学系,广州 510642
盆角齿
【正文语种】中 文
【中图分类】Q968;S436.5
桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)隶属双翅目Diptera实蝇科Tetriphitidae果实蝇属Bactrocera Macquar，是一种食性范围宽、危害严重的害虫，现已广泛分布于我国南方大部分地区(刘玉章，1981；李文蓉，1988；梁光红等，2003；张彬等，2008；熊小真等，2011)，给我国尤其是华南地区的果蔬生产造成了严重损失，并且不断地向更广大区域扩散传播，潜在威胁区域广阔(林进添等，2004；黄素青和韩日畴，2005；侯柏华和张润杰，2005；Stephens et al.，2007；Wan et al.，2012)。为了应对和解决桔小实蝇严重危害和入侵扩散问题，国内外已对该虫生物学、生态学以及防治策略与技术等开展了大量研究工作(刘玉章，1981；张清源等，1998；林进添等，2004；Clarke et al.，2005；任璐等，2006；Lin et al.，2013；陈朗杰等，2015)。野生情况下桔小实蝇在化蛹初期蛹为淡黄，后逐渐变至红褐。在饲养桔小实蝇野生品系过程中笔者发现了一种蛹为白突变体，其雌雄虫蛹均呈白化性状。该品系蛹前期体较白，蛹后期表皮逐渐出现淡黄纹路，但与野生品系蛹区别明显。林骁等(2007)也建立过雌雄蛹均白化的桔小实蝇品系，
透水混凝土施工方案但其与本文所用突变品系是否为同一品系还需要进一步验证。本实验利用杂交的方法验证了桔小实蝇蛹白化突变品系的遗传方式，可为研究其蛹白化机制提供依据。
1.1 试虫
野生型桔小实蝇虫源采自广州市杨桃公园，置于室内(温度25℃-28℃，相对湿度50%-80%，光周期14L ∶10D)，幼虫与成虫均应用人工饲料饲养60代以上。在实验室饲养野生型桔小实蝇过程中发现突变体后隔离突变体继代饲养。饲养过程中观察记录野生型和突变型各代蛹性状分离情况。
BIFEI1.2 突变型遗传规律的确定
取第9代突变型成虫作为试虫。
1.2.1 野生型雌雄虫与突变型雌雄虫杂交实验
设野生型♂×突变型♀、野生型♀×突变型♂两种杂交组合，1雌1雄成虫配对后置于养虫笼中饲养，待其交配后放置取卵管取卵，置于人工饲料中饲养至蛹、成虫羽化，记录子代F1白、褐蛹的数量。重复10次。
1.2.2 F1代雌雄虫自交实验
将F1代成虫单对配对自交，收集卵饲养至成虫，观察、记录F2代白蛹、褐蛹数量。根据两组自交后代蛹分化比例，通过卡方检验判定控制该突变性状的基因数和遗传特性。重复10次。
1.2.3 F1代回交实验
节能燃烧器将F1代刚羽化雌雄虫分别与突变型雌雄虫单对回交，收集卵饲养至成虫，观察、记录子代BC1白蛹、褐蛹数量。重复10次。
1.2.4 F2代突变型自交实验
将F2代突变型雌雄成虫进行单对自交，收集卵饲养至成虫，观察、记录子代F3蛹白蛹、褐蛹数量，结合F1代回交实验进一步验证控制该突变性状的遗传特征。重复10次。
2.1 连续的体饲养蛹变化
自从在野生型桔小实蝇饲养过程中发现白化蛹突变型后，隔离继代饲养超过8代，其子代全
部显现出蛹白化突变性状，种数量由最初4头(2雄+2雌)发展到一定规模(大于400头)，没有出现突变回复的现象。而且在桔小实蝇野生型继代饲养的过程中也没有再发现白化突变蛹的出现。由此可以推测野生型和突变型在体等位基因位点上可能是纯合的。
2.2 野生型与突变型杂交及F1代自交
美微乳桔小实蝇野生型雌雄虫与突变型雌雄虫杂交及F1代雌雄虫杂交实验结果如下(表1)。两种杂交组合(野生型♂×突变型♀、野生型♀×突变型♂)子代F1蛹所表现出来的性状全部为野生型的表现型，不受亲本组合方式的影响。F1代自交后代F2代蛹出现了分离，野生型与突变型的比例为2.98 ∶1。进行卡方X2测验结果表明桔小实蝇F2代性状分离比符合孟德尔分离定律，推测出控制白突变性状的基因型为纯合的，是位于常染体上的隐性遗传。
2.3 F1代回交和F2代突变型自交
F1代回交实验结果表明回交后代BC1野生型与突变型性状的分离比为1.19 ∶1，F2代突变体杂交后代表现性全部为突变型形态(表2)。进行卡方X2测验结果表明后代分离比符合孟德尔单基因控制的性状分离1 ∶1的遗传规律。综上所有结果说明该桔小实蝇蛹白化突变属于常染体单基因控制隐性遗传性状。
本文发现的桔小实蝇蛹白化突变品系在表型上与正常品系有明显区别，突变品系隔离继代饲养多代后子代没有出现突变回复现象。从上述杂交实验结果可以推断出该虫蛹白化突变是位于常染体上的单基因控制的隐性遗传性状。昆虫体突变现象在自然界中普遍存在(程茂高等，2005)。如蝗虫具有绿和褐两种类型(Tanaka，2008)，棉蚜分为黄和绿两种亚型(刘向东等，2002)，另外黑带食蚜蝇(霍科科和郑哲民，2003)、亚洲柑桔木虱(吴丰年等，2013)、麦长管蚜(杜桂林，2007)以及大阪稻蝽象(Musolin and Numata, 2004)等昆虫体都有分化。研究表明昆虫体分化与寄主、环境、基因控制等有关(Ahnesjö and Forsman; 2003；文礼章等，2012；彭云鹏等，2015)。本文发现的桔小实蝇突变品系与野生型是在相同实验室环境下饲养的，所以本品系的产生应与环境因素无关，而与体控制相关基因的突变有关，所开展的实验结果也验证了这样的结论。通过杂交实验可验证昆虫突变基因的表现型，如李栋等(2014)对一种深型粘虫突变体进行了遗传分析，发现控制体突变基因的性状属于常染体单基因控制的隐性遗传性状。何丽华等(2007)在对一种棉铃虫成虫体突变体遗传规律的研究中也发现了类似的结果。另外还有对昆虫体突变的机理的研究。Liu等(2015)发现酪氨酸羟化酶和多巴脱羧酶基因的过量表达与甜菜夜蛾的蛹体黑化有关。儿茶酚胺由血淋巴到蛹壳的运送过程缺陷是导致地中海实蝇产生白化
蛹的原因(Wappner et al.，1995)。桔小实蝇蛹白化突变品系的生态学特点及其内在的分子机制如何需要进一步研究探讨。
本文发现的桔小实蝇白化蛹具有显著的视觉特性，而且其单因子隐形遗传的特性也可以在研究桔小实蝇抗药性遗传规律(宋深伟等，2007)及其它用途方面提供良好的实验材料。昆虫不育技术(sterile insect technique, SIT)是国际上防治实蝇一种较为成功的方法，已经应用到地中海实蝇Ceratitis capitata(Wiedemann)、瓜实蝇Bactrocera cucuribitae(Coquillett)等14种实蝇类害虫的防治中(Mclnniset et al.，1994，1996)。在国内，季清娥等(2007)通过林骁建立的白化蛹与美国农业部提供的DTWP品系成功杂交获得了桔小实蝇性别遗传品系，辐射诱导出不育雄虫，放飞野外以达到防控桔小实蝇的目的，但是，对研究发现该性别遗传品系不育雄虫与野生品系雄虫相比羽化率以及寿命都较低。本文所建立的白化蛹突变品系具有稳定的遗传特性，通过进一步研究、建立单基因控制性别遗传品系，可能为解决不育雄虫低羽化率、寿命短等问题提供一种途径。
Ahnesjö J, Forsman A. Correlated evolution of colour pattern and body size in pygmy grasshoppers,Tetrix undulate [J]. Journal of Evolutionary Biology, 2003, 16 (6): 1308-1318.
Chen LJ, Liu X, Wu SJ,et al. A comparative study the population biology of trichlorfon-resistant strains of the oriental fruit fly, Bactorcera dorsalis (Diptera: Tephritdae)[J]. Acta Entomologica Sinica, 2015, 58 (8): 864-871. [陈朗杰, 刘昕, 吴善俊, 等. 桔小实蝇抗品系实验种生物学比较研究[J]. 昆虫学报, 2015, 58 (8): 864-871]
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