黄脊雷篦蝗的种群遗传结构和系统地理格局研究

黄脊雷篦蝗Rammeacris kiangsu，是我国特有的著名的竹林害虫，然而我们对其种群遗传结构以及种群发生、发展和迁移的历史知之甚少。本项目从微卫星PCR扩增、mtDNA扩增及序列测定、数据分析等方面开展黄脊雷篦蝗的种群遗传结构和系统地理格局研究，旨在通过获得黄脊雷篦蝗26个地理种群的微卫星位点和线粒体COI、COII基因片段序列，应用微卫星DNA标记技术和NCA技术，研究黄脊雷篦蝗现有种群的遗传结构和扩散模式，结合以往地质和气候数据资料，进而阐明黄脊雷篦蝗种内不同种群形成现有分布格局的历史原因和演化过程，为探讨黄脊雷篦蝗成灾机理提供分子生物学证据，为我国黄脊雷篦蝗灾害的预测和防治提供科学依据。

黄脊竹蝗Ceracris kiangsu是我国特有的蝗虫，也是我国南部重要的林业害虫。为了更深入地研究黄脊竹蝗的不同地理种群的遗传结构，探究其遗传多样性和谱系地理学关系，本研究采用了7个遗传标记：线粒体COI COII,ND2,ND5 和 16S rRNA基因，以及扩增片段长度多态性标记（AFLPs）和微卫星标记（SSR）。本研究使用从中国南部25个不同地点采集获得的共357个黄脊竹蝗个体。线粒体基因分析包含采集获得的所有个体，共扩增获得633bp COI, 680bp COII, 737bp ND2 and 951 bp ND5 and 479 bp 16S rRNA基因片段序列。AFLP分析使用了不同地理种群的203个个体，通过扩增获得360个基因位点，其中86.1%的位点为多态性位点。然而，目前从用6个遗传标记分别构建的最大简约树（Maximum parsimony tree）和邻接树（Neighbor-joining tree）及中间-连接网络图中，我们发现黄脊竹蝗缺乏明显的谱系地理学结构；微卫星分析尚在进行中。.遗传多样性分析结果显示，整个黄脊竹蝗种群表现出高单元型多样性、低遗传距离的特点，且在整个采样范围内具有广泛分布的共享单元型。鉴于Mismatch的分析结果，黄脊竹蝗种群显著偏离中性选择且发生过近期种群剧增。中间-连接网络图亦支持该蝗虫有一个近期的种群突然扩张。我们的实验结果提示，这次种群剧增的时间发生介于85.4 万年前（0.854 Ma）到70.3万年前（0.703 Ma）之间。而这个时间段正好处于第四纪冰川期倒数第三次冰期的间冰期中，因此，我们认为冰川期的气候回旋应该对黄脊竹蝗的种群结构产生过影响。结合谱系发生树和中间-连接网络图中单元型的分布，我们认为，黄脊竹蝗可能的冰期避难所包括云南勐腊、四川长宁、广东广宁这3个地点。同时，我们进一步推测，勐腊的种群可能在冰期被隔离在避难所中，并且因地理屏障阻隔没能成功再集群到中国其他地区，而其他避难所的种群因为缺乏地理隔离，成功地迁移到其周边的其他分布区，进而形成了现在的谱系地理结构。