基于线粒体全基因组的两种尺蛾谱系生物地理学研究

The phylogeography of two geometrid moths, Apocheima cinerarius and Biston panterinaria, will be studied based on the complete mitochondrial genome. A total of 25-30 mitochondrial genomes from different geographic populations will be obtained for each species. By comparing the phylon and distribution pattern of both species, it will be found that the population genetic structure and phylogeographical patterns of both species. The effect of geological event to population dynamics will be suggested. It will be also worked that the effect of different environment in different species distribution pattern and the variation of mitochondrial genome.

本项目拟以春尺蠖与木橑尺蠖（鳞翅目：尺蛾科）为研究对象，利用分子生物学手段获取两个物种不同地理种群的线粒体全基因组各25～30个，进行基因组学与谱系生物地理学研究；并对两个物种的谱系和分布格局进行比较。揭示春尺蠖与木橑尺蠖的种群遗传结构和谱系生物地理格局，阐明地质历史事件对种群动态的影响，发现不同的环境影响和适应方式在物种分布格局形成中的作用及其在线粒体基因组上所反映出来的变异。

本项目针对中国北方广布种春尺蠖、中国西南山地及中南部地区的木橑尺蠖、油桐尺蠖开展了谱系地理学研究。主要研究结果如下：（1）获得了27条春尺蠖、20条木橑尺蠖的线粒体全基因组序列，并分析了其结构。（2）系统发育分析显示春尺蠖分为东西两大支系；青藏高原的隆起可能是春尺蠖物种形成的主要成因；春尺蠖可能为西部起源，在冬季风的推动下向东扩散到整个中国北方；由于第四纪冰期气候的波动，春尺蠖东西支系在冰期退缩到分离的避难地，并在冰后期扩张，在甘肃中部形成一个重叠分布区；西部支系在冰期后扩张，而东部支系在冰期前开始扩张。（3）木橑尺蠖呈现出深度分歧的四个支系，经历了三次逐步的异域分化，分歧时间均与昆黄运动的不同时期相对应，其中高黎贡山可能诱导隔离了第一次支系分化；倒数第二次冰期可能诱导了北方支系和南方支系内部的分化；北方支系和南方支系均经历了冰期后扩张，而云南-西藏支系和云南-南亚支系的种群数量非常稳定，没有受冰期影响；四个支系的分布大致上与中国动物地理区划相对应，我们建议将高黎贡山-波密-察隅整体作为喜马拉雅亚区与西南山地亚区的分界线，而高黎贡山西坡作为喜马拉雅亚区的一部分。（4）油桐尺蠖包含五个支系，其中两个支系在南方地区同域分布，我们推测这是二次扩散的结果；四次逐步的异域分化，分化时间分别对应青藏运动的A、B、C三幕和昆黄运动；第一次隔离分化的地理障碍是伯舒拉岭-高黎贡山，或湄公河-怒江隔离带；分布在西南山地的支系种群数量比较稳定，与生态稳定性假说一致，而我国南方地区的支系则表现出了两种应对冰期的方式：末次冰期前扩张以及保持稳定。（5）综合上述，三种尺蛾的谱系结构均受青藏高原隆起的深刻影响；地形和气候共同影响物种的进化历史；不同地理种群具有应对更新世气候波动的多样化方式。研究结果对理解青藏高原的隆起如何影响鳞翅目昆虫的物种分化和现代分布格局具有重要意义。已发表9篇标注SCI论文。