褐飞虱微卫星位点筛选及东南亚地理种群遗传结构研究

褐飞虱是一种迁飞性水稻害虫，中南半岛北部越冬区是我国及东亚其它地区褐飞虱的主要虫源地。有观点认为中南半岛南部的热带虫源每年2-3月迁入中南半岛北部，构成我国的间接虫源；而日本学者认为东亚迁飞种群均源自亚热带，热带种群缺乏适应长距离迁飞的生物学特性；另有学者根据致害力的差异推断，滇西南和滇东南群体分别源自独立的虫源地，即泰国缅甸和红河三角洲。采用新一代微卫星标记研究东南亚地理种群的遗传结构，是探讨和验证上述科学问题的有效途径，但目前还未见褐飞虱微卫星位点发表。本研究拟采用磁珠富集法筛选多态性良好的微卫星位点10个以上，并建立标记体系；广泛收集越南、泰国、缅甸、菲律宾和国内地理种群；采用微卫星标记揭示种群遗传结构，分析热带与亚热带虫源、以及国内与境外虫源的亲缘关系；旨在从群体遗传角度认识和论证虫源方向，为准确测报和有效防治提供参考依据，这些微卫星标记还可为致害力变异研究提供有力工具。

褐飞虱是东南亚水稻主要迁飞性害虫之一，其暴发具有极大的不确定性。本研究通过磁珠富集文库法和二代测序技术筛选得到褐飞虱微卫星位点65000多个，并对每个位点设计了相应引物，这些位点为今后褐飞虱生物型和群体遗传研究提供了丰富的标记工具。采用微卫星标记和线粒体基因COⅠ对源自中国、越南、泰国和菲律宾的10个地理种群进行了群体遗传研究，分析了种群之间的遗传分化和亲缘关系，回答了如下三个科学问题。（1）源自热带的虫源可影响我国南部及中东部稻区。热带虫源是否参与东南亚褐飞虱迁飞循环在国际上尚存在争议，一派观点认为我国褐飞虱虫源直接来源于越南北部的红河三角洲，而红河三角洲虫源来自地处热带的湄公河三角洲，而另一派观点认为热带虫源无适应长距离迁飞的生理特征，不参与东南亚的迁飞循环，亦无稳定的季风把热带虫源送入亚热带和温带地区。群体遗传分析发现热带种群（包括越南胡志明和泰国曼谷种群）与亚热带和温带种群（包括云南南部、湖北、福建和海南种群）的遗传距离非常近，没有产生遗传分化的迹象，说明这些种群之间存在直接或间接的个体交换，也即是说热带和亚热带及温带地区存在褐飞虱迁出与迁入的关系。（2）菲律宾是影响我国褐飞虱发生的重要虫源地之一。菲律宾是否为我国褐飞虱的虫源基地一直没得到足够的重视，亦缺少相关证据。我们的研究发现菲律宾种群和中国中东部及云南种群之间存在低水平的遗传分化，但遗传分化没有达到显著水平，菲律宾种群和中国种群存在共有的COⅠ序列单倍型。因此我们认为虫源可以影响我国，但影响程度不及泰国南部和越南地南部种群。（3）缅甸和孟加拉国的虫源对我国影响极小。我们没能采到缅甸国的种群，但是采集到了云南西部边境上的种群。基于微卫星标记的群体遗传分析表明，云南西部种群与国内其它地方及越南泰国种群之间出现了极显著的遗传分化，在遗传聚类图上呈现独立的一支；云南西部种群共发现3独特COⅠ序列单倍型，这3个COⅠ序列单倍型在系统发育树上也呈现独立的2支。这说明云南西部种群与中国中东部种群的虫源性质的确不一样，从而可以推测缅甸和孟加拉国的虫源对我国影响极小。以上结果将为褐飞虱异地测报和虫源来向分析提供重要参考。