栗雪片象谱系地理格局与适生区研究

Niphades castanes Chao, an important fruit pest of chestnut, causes lots of involucres abscission before harvest in main producing areas of central and western China, which seriously affects the output of chestnut and foreign exchange earnings. Based on the geographic distribution of host plant chestnut, the geographic distribution of N. castanes will be get by the systematically investigation on the population. Based on the Mitochondrial DNA COI, COII, Ribosomal DNA internal transcribed spacer ITSI, ITSII sequences of different geographic populations, the population genetic diversity, phylogenetic relationship, phylogeographic structure, historical demography will be analyzed. Combining with the historical biogeography, geology evidences, climate and so on, the historical process on origin, dispersal and differentiation of the population will be discussed, and the reasons forming the current physical distribution pattern will be revealed. Using the current geographic distribution data of the population and climate data in the past, present and future, the MAXENT and CLIMEX models analysis will be conducted on the population of N. castanes, the potential glacial refugia of the population will be inferred and the future suitable distributions will be forecasted. All results would provide reference data for the predication of population development and the establishment of scientific prevention and control strategies.

栗雪片象是引发板栗提前落果的重要果实害虫，在我国中西部板栗主产区猖獗为害，难以防治，严重影响了板栗的产量和对外出口创汇。参考寄主植物板栗地理分布，对我国栗雪片象种群进行系统调查，获得现有种群地理分布结构。基于线粒体基因COI、COII和核糖体DNA内转录间隔区ITSI、ITSII序列片段，对栗雪片象地理种群遗传多样性、系统发生关系、谱系遗传结构、发生动态进行分析，结合历史生物地理学、地质学和气候等证据，探讨栗雪片象种群起源、扩散、分化等历史过程、揭示现今地理分布格局的形成原因。获取种群现今地理分布数据和过去、现在和未来不同时期的气候数据，进行MAXENT生态位模型和CLIMEX生物气候模型分析，推测栗雪片象种群潜在的冰期避难所，预测其未来适生区的分布趋势。结果以期为栗雪片象种群的发生预测和科学防控策略的制定提供理论依据。

栗雪片象是引发板栗提前落果的重要果实害虫，在我国板栗部分主产区猖獗为害，严重影响了板栗的产量和对外出口创汇。本项目按照计划对我国栗雪片象种群进行了系统调查，结合已有文献研究记载，整理获得现有种群地理分布数据点，共计7个省26个县（市）46个乡镇。对栗雪片象线粒体基因组进行了测序分析，得到线粒体基因组大小为17,494bp，与同属Molytinae亚科的Hylobitelus xiaoi亲缘关系相近，与传统形态分类结果一致。对线粒体基因COI、COII和核糖体DNA内转录间隔区ITS进行了扩增提取分析，根据序列特性分析结果，选取COI、COII序列片段，对栗雪片象地理种群遗传多样性、系统发生关系、谱系遗传结构进行了分析，结果表明金寨是栗雪片象种群的起源中心，向大别山区和秦巴山区扩散进化成2支。运用种群现今地理分布数据未来2050年的气候数据，进行MAXENT生态位模型分析，预测得到栗雪片象现有适生区范围为N25°-N38°，E102°-E124°，潜在适生区面积占国土总面积的15.34%；高适生区主要集中在秦岭南部-大巴山脉-大别山脉地区。Bio18（最暖季平均降水量）、Bio4（温度变化方差）、Bio6（最冷月份最低温）和Bio15（降水量变化方差）是影响栗雪片象潜在分布格局的主要环境变量。到2050年，PCR26、PCR45和PCR85三种情景下，栗雪片象的潜在适生面积变化不明显。研究结果能为栗雪片象种群的发生预测和科学防控策略的制定提供理论依据。