桔小实蝇复合种遗传分化及其种间杂交的适应性

桔小实蝇复合种起源于东南亚，是我国进境检疫的重要对象，目前我国只有桔小实蝇的入侵和分布。随着中国-东盟自贸区的建立，复合种已成为我国传入风险最高的有害生物类群之一，科学地检疫防控已成为当务之急。我们的实验观察和文献报道表明桔小实蝇复合种存在一种非常特殊的现象，即许多种间可以杂交并正常繁殖，但已有的研究并不清楚这些可杂交的种间遗传分化程度以及种间杂交对其入侵性的影响。本研究以复合种中三种能相互杂交的桔小实蝇、木瓜实蝇和杨桃实蝇为研究对象，一方面采用线粒体和微卫星DNA分子标记分析这些实蝇自然种群的遗传差异性，另一方面，采用室内杂交实验测定杂交后代对寄主、温度以及信息化合物的表观适应性及其遗传特征。本研究理论上，检验现有复合种对种单元界定的有效性，揭示种间杂交在复合种适应性进化及其在入侵中的潜在作用；应用上，评价这些实蝇入侵我国可能产生的种间杂交及其后效，为制定有效防控策略提供科学依据。

桔小实蝇复合种是一群被认为起源于东南亚地区与桔小实蝇在形态上非常相似的种团，其中许多种类属世界性重要检疫害虫。随着中国-东盟自贸区的建立，复合种已成为我国传入风险最高的有害生物类群之一，科学地检疫防控已成为当务之急。我们的实验观察和文献报道表明桔小实蝇复合种存在一种非常特殊的现象，即许多种间可以杂交并正常繁殖，但已有的研究并不清楚这些可杂交的种间遗传分化程度以及种间杂交对其入侵性的影响。本研究以复合种中两种能相互杂交的桔小实蝇和木瓜实蝇为研究对象，一方面采用室内杂交实验测定种间杂交及回交后代种群的生物学特征，包括交配节律、种群存活、繁殖和发育、形态（如产卵管长度）的变化特征、抗逆性（蛹对浸水的耐受性）以及对性诱剂的反应等；另一方面采用线粒体和微卫星DNA分子标记分析杂交后代及其亲本植检的遗传差异性。取得主要结果有：.（1）木瓜实蝇与桔小实蝇实验种群种间杂交率高，具有自然杂交的可能；（2）杂交后代在发育时间、交配节律、产卵管长度上，都继承了亲本双方的共同特征，属于典型数量遗传关系；（3）杂交后代自交繁殖至第20代均能正常生殖和发育，同时也表现出一定的杂交优势和抗逆性。（4）采用微卫星分子标记对桔小实蝇和木瓜实蝇及8个杂交子代实验种群进行STR分析，以3个桔小实蝇不同地理种群和1个木瓜实蝇种群为对照，表明杂交后代多样性更大。遗传距离和遗传相似率，杂交代与亲本之间的遗传距离均较小，杂交代与亲本间的基因型相似性很高；（4）通过线粒体基因组13个蛋白表达基因序列的比较，分析了包括4种桔小实蝇复合种在内的11种果实蝇的遗传差异性。结果表明，尽管4种复合种（桔小实蝇（狭义种）、菲律宾实蝇、木瓜实蝇和杨桃实蝇）具有一定的遗传差异性，但4种实蝇间的遗传差异性很小，可与果实蝇属其他种明显区别；与杨桃实蝇相比较，桔小实蝇（狭义种）、菲律宾实蝇很小和木瓜实蝇三者之间具有更小的遗传距离，显示这3种实蝇复合种为种内遗传分化水平。这些研究结果表明桔小实蝇和木瓜实蝇应当视为不同地理种群的单一种，未能达到种间隔离的分化水平，其种间杂交具有杂交优势。研究结果对于此类复合种的分类地位的重新厘定以及检疫防控提供重要参考价值。