中国飞蝗种群遗传谱系演化的细胞核DNA研究

本项目计划以我国重要的农业害虫飞蝗为研究对象，在前期研究基础上，利用多个scnp DNA标记的序列信息深入研究我国飞蝗种群目前分布格局的形成机制和演化过程。包括分析我国飞蝗种群的谱系分化，估计我国飞蝗三大类群的分化时间和过程，以及基因流和种群动态，重塑我国飞蝗谱系的演化历史，探索生态、遗传和生物地理因素对飞蝗演化的影响。有关结果不仅有望对我国飞蝗引起的蝗灾的防治提供重要的参考信息，还将对scnp DNA标记在大规模种群遗传研究中的应用具有借鉴意义。我们在前期研究中已经建立了获取scnp DNA标记单倍型序列的一致推举法（consensus vote）,并在我国飞蝗种群的遗传结构研究方面取得了一些基础性进展。

本项目以我国重要的农业害虫飞蝗为研究对象，计划利用多个scnp DNA 标记的序列信息深入研究我国飞蝗种群目前分布格局的形成机制和演化过程。这包括分析我国飞蝗种群的谱系分化，估计我国飞蝗三大类群的分化过程，以及基因流和种群动态，重塑我国飞蝗谱系的演化历史，探索生态、遗传和生物地理因素对飞蝗演化的影响。在前期研究基础上，我们补充采集到了5个地区的飞蝗样本，筛选到了五个多态的细胞核DNA标记，得到了这五个细胞核DNA标记36个地理种群五百多飞蝗个体的单倍型序列数据。对这五套单倍型数据的分析得到了以下研究结果：（1）细胞核DNA标记的种群结构与微卫星数据的结果一致，即我国飞蝗在遗传上划分为三大种群，分别为分布于我国华北、东北、蒙新地区的北方种群，分布于广西和海南的南方种群及分布于青藏高原和四川的西藏飞蝗种群；（2）我国飞蝗三大种群存在较高的遗传多样性，核苷酸多样性指标大于1%并产生了一定数量的私有变异；（3）我国飞蝗种群间存在普遍的且维持在较高水平的基因交流，这应该是飞蝗在长时间的演化过程中始终保持单一物种的重要原因；（4）虽然我国飞蝗种群间虽然存在较高水平的基因交流，但种群间仍然存在显著的遗传分化，形成了符合我国地形的三大种群；（5）我国飞蝗存在显著的谱系分化，且分化的谱系在我国广泛分布，分布区大面积重叠；（6）溯祖分析发现我国飞蝗西藏种群在历史上可能发生过种群收缩，而北方种群和南方种群没有显著的种群数量波动信号；（7）冰期气候及适应性差异可能是形成并维持飞蝗目前格局的影响因素。这些研究结果更清晰地描述了飞蝗这一有害物种在我国的遗传历史背景，极大丰富了我们对该物种的认知，为我国飞蝗引起的蝗灾的防治提供了重要的参考信息。