摘要苹果蠹蛾是世界各国高度关注、严重危害苹果生产的外来有害生物,也是我国一类进境检验性有害生物和全国检疫性有害生物,自上世纪中叶入侵我国后,已在新疆、甘肃等地区严重发生,并逐步入侵到宁夏、内蒙古和黑龙江等省(区),目前正沿着河西走廊迅速向我国苹果优势产区逼进,形势十分严峻,因此开展苹果蠹蛾相关研究也迫在眉睫。本研究将运用细胞核微卫星和线粒体基因标记,研究苹果蠹蛾入侵到我国疫区后种群的遗传结构、种群分化、种群间的基因流动与种群扩散规律。研究结果能够阐明我国疫区内苹果蠹蛾的遗传分化与演变特点,以及种群间的基因流动与种群扩散特点。研究结果对于预测苹果蠹蛾对我国优势苹果产区的入侵风险与入侵路线、制定符合我国疫区遗传结构和基因流动特点的综合治理策略等具有重要的意义。
Cydia pomonella;Microsatellite;Mitochondrial gene;Genetic structure;Gene flow
苹果蠹蛾Cydia pomonella (L.)是我国重要的入侵害虫。本研究首先利用8个微卫星位点,分析了我国疫区12个种群及德国、瑞士2个种群共339头个体,结果显示,黑龙江种群具有相对较高的观察杂合度,其次为新疆北部的伊犁河谷地区种群,南疆种群以及河西走廊种群观察杂合度较低;黑龙江种群显示出了较高的等位基因数,其次为新疆北部伊犁河谷地区的伊犁、精河、奎屯三个种群;伊犁河谷地区的三个种群遗传结构较为相似,位于甘肃与新疆交界的哈密种群与河西走廊的敦煌、酒泉种群具有相似的遗传结构,而新疆南部的库尔勒和喀什种群以及甘肃的张掖种群的遗传结构较为相似,东北种群具有与西北种群不同的遗传结构。 利用3个线粒体基因(COI、COII、Cytb),对20个国内种群以及9个不同国家的国外种群共483个个体进行了进一步分析。结果表明,三个线粒体基因在29个种群中有142个单倍型;国外田间群体的遗传多样性最高,黑龙江群体次之,新疆和甘肃群体相对较低。三个基因的单倍型系统发育树均分为两大枝,国内种群单倍型都主要分布于其中的主要分支;单倍型组成分析显示,COI基因有7个单倍型、COII基因有6个单倍型、Cytb基因有5个单倍型在欧洲种群与中国种群间共享;与黑龙江种群相比,甘肃种群和新疆种群之间具有较多的共享单倍型,黑龙江群具有较多的独有单倍型。 综合分析微卫星标记和线粒体基因标记研究的结果显示,伊犁河谷种群在西北种群中具有较高的遗传多样性与相似的遗传结构;和黑龙江种群相比,甘肃种群和新疆种群具有相似的分子遗传学特点,且共有更多的线粒体基因单倍型;结合伊犁河谷地区种群较高的遗传多样性及伊犁河谷特殊的地理位置,分析认为,苹果蠹蛾最初从该地入侵到新疆,之后扩散至新疆全境及甘肃等地;东北和西北种群都和欧洲种群共享三个线粒体基因单倍型,欧洲是苹果蠹蛾的起源地,因此推测我国疫区苹果蠹蛾种群可能最初起源为欧洲种群;我国种群中,黑龙江种群具有最高的遗传多样性,而且具有较多的独有单倍型,因此,黑龙江种群可能不是来自于中国西部苹果蠹蛾疫区,其可能来自邻近的俄罗斯地区,具体需要进一步研究确证;两种分子标记的方差分析皆显示,新疆、甘肃、黑龙江种群存在低水平但显著的遗传分化,说明种群间存在有限的基因交流;种群间地理距离与遗传距离不存在显著相关性,表明人为协助的扩散在种群分化中可能起到了重要