苹果绵蚜专性寄生蜂日光蜂遗传群间生态适应性差异及其遗传变异

The ecological adaptability of natural enemy insects has effective impact on the control of insect pests. Aphelinus mali, a specialist parasite, is an important biological factor controlling the population dynamics of Eriosoma lanigerum. Our previous research based on scale sampling and mitochondrial gene showed that populations of A. mali in old and new epidemic regions belonged to two different genetic groups, and that the rampancy of E. lanigerum in recent years (especially in new epidemic regions) may be connected with the differences of ecological adaptability of A. mali. Focusing on the scientific problem of "the correlations of ecological adaptability of natural enemy insects and pest control", this project centers on the differences of ecological adaptability and genetic variation, aiming to elucidate the control efficacy, reproductive capacity and temperature adaptability of genetic groups of A. mali in old and new epidemic regions on ecological base, and to clarify the chracteristics of ecological adaptability of different genetic groups. Microsatellite molecular marker system is applied to study the genetic structure of different geographical populations of A. mali, in order to reveal the variations of genetic groups. This study is to clarify the disaster mechanism of E. lanigerum from the perspective of ecological adaptability and genetic variation of natural enemy insects, providing a practical basis for the breeding, introduction and utilization of A. mali.

天敌昆虫生态适应性是影响害虫有效控制的重要因素。专性寄生蜂苹果绵蚜蚜小蜂（又称日光蜂）是对苹果绵蚜种群动态具有重要调控作用的生物因子。前期通过广泛取样及线粒体基因研究发现，日光蜂在苹果绵蚜新疫区与老疫区属于两个不同的遗传群，我们推测苹果绵蚜近年来灾变加重(尤其在新疫区)可能与遗传群间生态适应性差异有关。本项目围绕"天敌昆虫生态适应性与控制害虫能力的相关性"这一科学问题，以新老疫区日光蜂不同遗传群生态适应性差异及遗传变异为重点，应用生态学手段研究不同遗传群日光蜂控害能力、繁殖力及其温度适应性差异，解析我国日光蜂不同遗传群的生态适应性差异；应用微卫星分子标记系统研究不同地理种群日光蜂的遗传结构，揭示不同遗传群的遗传变异。研究成果将从天敌生态适应性差异和遗传变异角度阐明苹果绵蚜灾变机制；同时，对日光蜂品系的选育、引种以及应用具有重要的实践价值。

苹果绵蚜是我国重要的外来入侵害虫，近年来在我国扩散范围增大，在新疫区危害加重。日光蜂是苹果绵蚜的专性寄生蜂，自然寄生作用较高。前期研究发现，我国日光蜂存在两个不同的遗传支系，本项目组围绕“天敌昆虫的生态适应性与控制害虫能力的相关性”这一科学问题，以我国日光蜂两个遗传支系为研究对象，从遗传支系的划分鉴定，两个遗传支系日光蜂的攻击能力、搜寻能力和潜在的控害能力差异，生殖能力与寄生行为、低温适应性等生物学特性差异，以及遗传多样性与遗传变异等方面开展了系列研究。主要结果包括根据日光蜂mtCOI基因发现我国日光蜂共有3个单倍型，划分为2个支系（山东支系和辽宁支系），云南、新疆、山东及周围地区的种群属于山东支系，辽宁、河北及周围地区种群属于辽宁支系。以山东地区苹果绵蚜为寄主，山东支系日光蜂控害能力（a/Th） 、搜索参数（Q）、相互干扰参数（m）、产卵量、寿命均显著高于辽宁支系；寄生行为方面，山东支系日光蜂产卵时间更长。山东支系日光蜂的发育始点温度低于辽宁支系日光蜂，而有效积温大于辽宁支系。进一步以河北地区苹果绵蚜检验日光蜂寄主偏好性，发现山东支系日光蜂在生态适应性方面并不比辽宁支系日光蜂差，而在控害能力方面仍强于辽宁支系日光蜂。辽宁支系日光蜂过冷却点与冰点均低于山东支系日光蜂，而越冬幼虫体内海藻糖与蛋白质含量均显著高于山东支系，抗寒能力高于山东支系日光蜂。SSR分析发现我国日光蜂16个种群的遗传结构被分为2个集群，与mtCOI分型一致，青岛种群和大连种群的遗传多样性比周围地区种群高，为2个桥头堡种群，从东向西扩散过程中由于瓶颈效应与奠基者效应的影响，种群多样性逐渐降低。两个遗传支系不能被明显区分开，在交界处有一些混合种群，多样性没有降低甚至升高，说明两支系间存在基因交流，可能存在杂交。因此，山东支系日光蜂在生态适应性及控害能力方面是一优于辽宁支系的优秀蜂种，可以进一步筛选驯化，用于苹果绵蚜的生物防治中。