黃脊雷篦蝗的種群遺傳結構和系統地理格局研究

《黃脊雷篦蝗的種群遺傳結構和系統地理格局研究》是依託南京師範大學，由蔣國芳擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：黃脊雷篦蝗的種群遺傳結構和系統地理格局研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蔣國芳
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

黃脊雷篦蝗Rammeacris kiangsu，是我國特有的著名的竹林害蟲，然而我們對其種群遺傳結構以及種群發生、發展和遷移的歷史知之甚少。本項目從微衛星PCR擴增、mtDNA擴增及序列測定、數據分析等方面開展黃脊雷篦蝗的種群遺傳結構和系統地理格局研究，旨在通過獲得黃脊雷篦蝗26個地理種群的微衛星位點和線粒體COI、COII基因片段序列，套用微衛星DNA標記技術和NCA技術，研究黃脊雷篦蝗現有種群的遺傳結構和擴散模式，結合以往地質和氣候數據資料，進而闡明黃脊雷篦蝗種內不同種群形成現有分布格局的歷史原因和演化過程，為探討黃脊雷篦蝗成災機理提供分子生物學證據，為我國黃脊雷篦蝗災害的預測和防治提供科學依據。

結題摘要

黃脊竹蝗Ceracris kiangsu是我國特有的蝗蟲，也是我國南部重要的林業害蟲。為了更深入地研究黃脊竹蝗的不同地理種群的遺傳結構，探究其遺傳多樣性和譜系地理學關係，本研究採用了7個遺傳標記：線粒體COI COII,ND2,ND5 和 16S rRNA基因，以及擴增片段長度多態性標記（AFLPs）和微衛星標記（SSR）。本研究使用從中國南部25個不同地點採集獲得的共357個黃脊竹蝗個體。線粒體基因分析包含採集獲得的所有個體，共擴增獲得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種群的203個個體，通過擴增獲得360個基因位點，其中86.1%的位點為多態性位點。然而，目前從用6個遺傳標記分別構建的最大簡約樹（Maximum parsimony tree）和鄰接樹（Neighbor-joining tree）及中間-連線網路圖中，我們發現黃脊竹蝗缺乏明顯的譜系地理學結構；微衛星分析尚在進行中。 遺傳多樣性分析結果顯示，整個黃脊竹蝗種群表現出高單元型多樣性、低遺傳距離的特點，且在整個採樣範圍內具有廣泛分布的共享單元型。鑒於Mismatch的分析結果，黃脊竹蝗種群顯著偏離中性選擇且發生過近期種群劇增。中間-連線網路圖亦支持該蝗蟲有一個近期的種群突然擴張。我們的實驗結果提示，這次種群劇增的時間發生介於85.4 萬年前（0.854 Ma）到70.3萬年前（0.703 Ma）之間。而這個時間段正好處於第四紀冰川期倒數第三次冰期的間冰期中，因此，我們認為冰川期的氣候迴旋應該對黃脊竹蝗的種群結構產生過影響。結合譜系發生樹和中間-連線網路圖中單元型的分布，我們認為，黃脊竹蝗可能的冰期避難所包括雲南勐臘、四川長寧、廣東廣寧這3個地點。同時，我們進一步推測，勐臘的種群可能在冰期被隔離在避難所中，並且因地理屏障阻隔沒能成功再集群到中國其他地區，而其他避難所的種群因為缺乏地理隔離，成功地遷移到其周邊的其他分布區，進而形成了現在的譜系地理結構。