补充生殖蚁分化和孤雌生殖对尖唇散白蚁建群行为的影响

生殖品级是维持白蚁群体数量和巢群壮大的基础。白蚁生殖品级分化发生复杂，类别和数量因种而异，其来源既受遗传影响，又与巢群环境因子有关。国内白蚁补充生殖品级分化研究主要集中于各类别形态描述和雌性能否产卵方面，分化类别和来源争议较大，缺乏用分子遗传标记对生殖品级分化机制和巢群建群发展规律的研究，而微卫星标记又是研究白蚁遗传多样性、生殖品级分化和孤雌生殖行为的有效工具，对揭示白蚁群体发展规律有重要意义。本项目以我国分布广泛的尖唇散白蚁为对象，在申请者以往十余年对其生物学特征，尤其是各品级龄期特征精确掌握的基础上，采用不同品级、龄期个体组合，进行隔离饲养，以微卫星标记判定亲子关系，确定各生殖品级分化的龄期、确切来源和生殖能力，并结合野外自然巢群微卫星多样性分析，探讨孤雌生殖行为对尖唇散白蚁群体建立和巢群发展的影响，揭示尖唇散白蚁的品级分化规律和建群发展机制，为白蚁防治和应用开发提供依据。

白蚁的生殖品级是维持白蚁群体数量稳定和巢群壮大的基础。本研究通过采用不同品级组合培养及野外自然巢群定期解剖方式，依据形态特征，结合微卫星遗传多样性分析，确定了常见散白蚁（尖唇散白蚁和圆唇散白蚁）补充生殖蚁的类型和来源。散白蚁的补充生殖蚁包括翅芽型补充生殖蚁和（亦称若蚁型补充生殖蚁）无翅芽型补充生殖蚁（亦称工蚁型补充生殖蚁）两类。其中翅芽型补充生殖蚁主要来源于第4至第6期若蚁（即6-8龄若蚁），以8龄若蚁居多，无翅芽型补充生殖蚁主要来源于第5期以上工蚁（即7龄以上工蚁）。由于龄期不同，导致若蚁型补充生殖蚁的翅芽长短不同，可称之为长翅芽型补充生殖蚁和短翅芽型补充生殖蚁。本研究重要发现有以下六个方面：1）尖唇散白蚁具有兼性孤雌生殖性为，虽然一直未能在野外发现孤雌群体，但通过微卫星多样性分析证实了其野外群体中存在AQS体系（若蚁型补充生殖蚁来源于孤雌生殖，老蚁王与孤雌生殖产生的新蚁后交配繁殖，减少了遗传多样性损失）；2）尖唇散白蚁成虫分飞扩散行为中，孤雌配对建群不是主流模式；其孤雌生殖的意义主要在于孤雌产生的翅芽型补充生殖蚁能与巢群中的雄性个体（原始蚁王和补充蚁王及可交配的高龄雄性工蚁）交配，以减少巢群遗传多样性的损失。3) 尖唇散白蚁和圆唇散白蚁的高龄（6龄以上）雄性工蚁可参与交配繁殖并产生有性生殖后代，但从外形上仍维持工蚁形态，不能认为是补充生殖蚁。尖唇散白蚁的雌性翅芽型补充生殖蚁来源于孤雌生殖，无翅芽型雌性补充生殖蚁来源于两性生殖产生的高龄工蚁（6龄以上），目前尚未发现雄性翅芽型补充生殖蚁，推测尖唇散白蚁的雄性补充生殖蚁由具有生殖能力的高龄工蚁充当。4）圆唇散白蚁能从末龄若蚁分化出一种类似成虫形态的软翅型补充生殖蚁，具有生殖功能；5）实验室饲养发现工蚁可以和分飞繁殖蚁融合并交配产生后代。2014-2015年进一步发现，不同种类的散白蚁分飞成虫可以杂交产生后代，而且雌性尖唇散白蚁分飞成虫更倾向于与异种的黑胸散白蚁圆唇散白蚁异性个体合作建巢、交配、繁殖，并形成新的杂交巢群。这为白蚁繁殖进化行为研究提供了很好的模型，也为外来有害白蚁种类入侵提出了新的课题；6）测定了尖唇散白蚁、圆唇散白蚁、黑胸散白蚁3种常见散白蚁的线粒体基因组，为白蚁系统进化研究和物种分子鉴定提供了确切的依据。