细叶榕(Ficus microcarpa L.) 原产地和入侵地传粉小蜂的组成和遗传结构

Biological invasion has catastrophically impacted natural ecosystem and human society. Revealing the underlying mechanism of biological invasion is the key for invasive species control. The sexual reproduction of the species in genus Ficus depends on its host-specific pollinating wasps, and therefore they were hardly considered to be invasive. Some Ficus species however have been pollinated and become invasive in its introduced area, but it is still unknown the way how those plants gained pollinators and how their specific pollinating wasps dispersed outside the plant's native range. Here, we focused on the symbiotic system composed of Ficus microcarpa, an invasive species in many parts of the world, and its pollinating wasps, and aim to describe the species composition of the pollinators and trace back the dispersal routes of the tree's specific pollinating wasps, via large scale sampling and using a variety of molecular marks. The results would provide valuable background information concerning the mechanism of biological invasion induced by the plant with specific mutualists.

外来物种入侵严重干扰自然生态系统功能与人类社会生产，已成为备受瞩目的全球性环境问题。研究外来物种入侵机制是有效防控物种入侵的基础。由于榕属植物依赖其专一性共生小蜂进行传粉，所以通常认为此类植物不具备入侵能力。然而，一些榕属植物已在引种地获得传粉小蜂，进而入侵到该地区。目前，尚不明确这些物种在入侵地获得传粉者的方式以及其专一性传粉小蜂是如何扩散至植物入侵地的。拟以细叶榕及其传粉小蜂为研究体系，通过在细叶榕原产地与入侵地大范围采集其传粉小蜂样品并使用分子标记技术，研究小蜂的种类组成，以确定细叶榕在入侵地获得传粉者的方式，为理解其入侵机制提供依据。在此基础上，通过分析传粉小蜂种群遗传结构，确定细叶榕专一性传粉者扩散路线，为防控具有专一性传粉系统植物的入侵提供参考。

研究外来物种入侵机制是有效防控物种入侵的基础。由于榕属植物依赖其专一性共生小蜂进行传粉，所以通常认为此类植物不具备入侵能力。然而，一些榕属植物已在引种地获得传粉小蜂，造成榕-蜂共同入侵的现象，但这些植物获得传粉小蜂的机制仍不明确。因此，本项目以细叶榕及其传粉小蜂为研究体系，分析小蜂群落种类组成并确定细叶榕在入侵地获得传粉者的方式。在此基础上，通过分析传粉小蜂种群遗传结构，确定细叶榕专一性传粉者扩散路线。在研究过程中通过全球范围内的采集细叶榕隐头花序中的膜翅目小蜂总科物种并应用高通量测序分析细叶榕传粉小蜂遗传谱系与遗传结构后获得如下重要结果：（1）从形态学鉴定发现细叶榕隐头花序中小蜂群落中共存在42种非传粉小蜂与1种传粉小蜂（Eupristina verticillata），因此细叶榕在其引种地未通过其他榕属植物传粉小蜂宿主转移而获取传粉者，确定传粉小蜂长距离扩散是导致细叶榕入侵的重要机制；（2）通过分析不同传粉小蜂种群中大量个体的基因组信息，发现不同原产地种群间遗传分化程度较低且包含5个遗传类群，各遗传类群的有效种群大小在不同历史时期的变化趋势一致但仅有一个遗传类群进入细叶榕引种地；（3）细叶榕引种地中传粉小蜂可能来自于我国东南沿海地区与菲律宾等东南亚国家，进而推测传粉小蜂传播至细叶榕引种地可能是由于日益频繁的国际贸易，因此加强国际贸易港口的检验检疫力度是控制该物种进一步传播的重要手段。综上所述，项目研究成果为理解以细叶榕为代表的具有共生关系的动-植物共同入侵的机制提供案例与数据支持，也为防止具有专一性传粉者的入侵植物继续入侵提供有益参考。