基于DNA分子标记的黄蜻种群遗传多样性和遗传结构研究

Pantala flavescens belonging to Odonate insects engages in seasonal migration and plays an important role in controlling pest populations.With the climate change and human activities, odonate species diversity has been declined throughout the world. In recent years, the quantity of Pantala flavescens reduce gradually, however the research on their population genetic structure and the genetic diversity is rarely reported at the level of the molecular level in China. In order to investigate adaptive evolutionary mechanism of Pantala flavescens in different habitats, to protect species diversity and make good use of them to control insect pest, it is necessary to study the population genetic structures and genetic diversity at large scale area. The project will study the genetic variation, population structure, gene flow and geography distribution pattern by using microsatellite DNA markers and mitochondrial DNA markers. Furthermore, by combining analysis the molecular data of Pantala flavescens from China and peripheral countries (India and Japan), we can deduce molecular phylogeny and clarify the value of Pantala flavescens in controlling pests. The resolution of the above key questions can give an important aid for scientific management of genetic resources and an integrated pest management strategy for natural enemy insect.

黄蜻是一种季节性迁飞的蜻蜓目昆虫。它在控制害虫种群数量方面起到重要的作用。随着人类活动和气候变化，蜻蜓物种多样性衰退在世界范围内出现。近年来，我国黄蜻数量正在逐渐减少，而有关黄蜻种群遗传结构和遗传多样性在分子水平上的研究还很少报道。采用大尺度空间研究黄蜻种群遗传结构和遗传多样性，明确不同地理种群之间的进化关系，有利于了解黄蜻在不同生存环境下的适应进化机制，从而保护其物种多样性，达到更有效地控制害虫危害。本项目拟采用微卫星和线粒体DNA分子标记技术，从种群遗传学和进化学角度对黄蜻种群遗传多样性、遗传结构，种群间的基因流和地理分布格局以及迁飞扩散进行系统性研究。通过综合分析我国和周边国家（印度和日本）黄蜻样本的分子数据，推断黄蜻在我国的分子系统发育，阐明我国黄蜻在不同环境下的适应进化机制和在控制害虫方面的运用。本项目的研究能为黄蜻遗传资源地科学管理和利用天敌昆虫对害虫进行生物防治提供参考和指导

黄蜻是一种季节性迁飞的蜻蜓目昆虫。它在控制害虫种群数量方面起到重要的作用。随着人类活动和气候变化，蜻蜓物种多样性衰退在世界范围内出现。近年来，我国黄蜻数量正在逐渐减少，而有关黄蜻种群遗传结构和遗传多样性在分子水平上的研究还很少报道。采用大尺度空间研究黄蜻种群遗传结构和遗传多样性，明确不同地理种群之间的进化关系，有利于了解黄蜻在不同生存环境下的适应进化机制，从而保护其物种多样性，达到更有效地控制害虫危害。本项目拟采用微卫星和线粒体DNA分子标记技术，从种群遗传学和进化学角度对黄蜻种群遗传多样性、遗传结构，种群间的基因流和地理分布格局以及迁飞扩散进行系统性研究。在本项目中，我们分析了北隍城岛上空迁飞黄蜻不同年、月的种群动态。结果表明在北隍城岛上空诱捕的黄蜻数量在年度间没有显著差异(F(13, 2161) = 0.85, P = 0.604)，然而在月份间差异显著(F(5, 2161) = 3.91, P = 0.003)。利用稳定同位素δ2H和Hysplit软件对迁飞黄蜻地理出生地指派结果表明：诱捕的高空黄蜻来源于不同的地理种群，它们可能存在三种运动方式：北迁（主动）、南迁（被动）和在华北地区的随机扩散。.利用高通量测序技术和构建部分片段的富集文库开发了两套多态性的微卫星位点。用10个微卫星位点和线粒体Cytb基因的部分序列研究了中国19个地理种群的遗传结构和系统进化。贝叶斯的分析结果表明19个地理种群聚为三大类，每个种群都是来自这三大类的混合种群。基于AMOVA的分析结果揭示遗传变异主要在种群之内。从543个分类单元中获得了77个单倍型，这些单倍型表现出种群遗传结构低，不同种群间基因交流程度高和地理分布模式不显著。根据Mantel Test测试结果，遗传距离和地理距离之间没有显著的联系，不同地理种群之间缺乏地理隔离。错配分布和中性检测表明黄蜻种群在近期没有经历扩张和瓶颈效应。微卫星和线粒体数据都表明不同地理种群的黄蜻遗传多样性高，不同种群间基因交流充分。.本项目的研究结果有助于了解黄蜻在大地理区域的种群生态学，遗传资源的科学管理和帮助解释昆虫对气候改变的迁飞模式。