基于线粒体COⅠ、Cytb和COⅡ基因的中国草地螟不同地理种群遗传分化分析

【目的】揭示中国草地螟Loxostege sticticalis不同地理种群的遗传分化程度。【方法】采用PCR技术扩增中国西北和华北地区草地螟11个地理种群的线粒体COⅠ,Cytb和COⅡ基因序列,基于其序列变异及单倍型贝叶斯系统发育树和单倍型网络图分析,探讨不同地理种群间的遗传距离、分子系统发生关系及遗传分化程度。【结果】草地螟11个地理种群的线粒体COⅠ,Cytb和COⅡ基因序列分别有24, 12和69个变异位点(分别占总序列的3.6%, 2.7%和8.8%),检测到的单倍型分别为22, 14和16个,单倍型多样度(Hd)分别为0.7600, 0.5842和0.7341,核苷酸平均差异度(K)分别为1.704, 0.752和3.997,不同单倍型间的遗传距离平均值分别为0.004, 0.005和0.013。总种群的Tajima’s D和Fu’s Fs值皆不显著,表明草地螟不同地理种群间的遗传分化不明显,群体大小稳定。根据各地理种群的单倍型建立的系统发育树和单倍型网络图表明,各单倍型散布在不同的地理种群中,无明显的地理分布格局。【结论】草地螟各地理种群的遗传距离与地理距离间不具有显著的相关性,其遗传分化不明显。     

基于线粒体COI基因序列的黄胫小车蝗不同地理种群的遗传分化及基因流分析

黄胫小车蝗Oedaleus infernalis Saussure是一种在我国分布广泛、 对农牧业生产危害严重的经济害虫。本文对黄胫小车蝗10个地理种群的线粒体COI基因序列进行测序和分析, 利用DnaSP 5.0和Arlequin 3.5.1.2软件对该蝗虫种群间的遗传多样性、 遗传分化程度、 基因流水平及分子变异进行了分析, 建立了单倍型贝叶斯系统发育进化树和单倍型网络图。结果表明： 在所分析的144个序列样本中, 共检测到21种单倍型, 其中1种单倍型为10个地理种群所共享。总群体的单倍型多样性指数为0.653, 各地理种群单倍型多样度范围在0.423~0.790之间。总群体和各种群的Tajima’s D检验结果皆不显著, 说明该种害虫在较近的历史上未经历群体扩张。总群体的遗传分化系数Gst为0.04436, 固定系数Fst为0.05255, 基因流Nm为9.01。AMOVA分子方差分析结果表明, 黄胫小车蝗的遗传分化主要来自种群内部, 种群间的遗传变异水平较低。各地理种群的遗传距离的大小与其地理距离间没有显著的相关性。贝叶斯系统发育进化树与单倍型网络图显示, 黄胫小车蝗各地理种群中的单倍型散布在不同的分布群中, 分布格局较为混杂, 未形成明显的系统地理结构。研究结果揭示, 黄胫小车蝗各种群间的基因交流并未受到地理距离的影响。     

基于线粒体COI基因的桔小实蝇种群遗传分化研究

【目的】推测桔小实蝇Bactrocera dorsalis在中国的扩散路径和新发生地区的入侵来源。【方法】本研究测序获得来自中国、泰国、日本、老挝、孟加拉国和美国等地31个种群的192头桔小实蝇个体的COI序列（1 496 bp,占COI基因全长97.3%）,并以软件DnaSP 5.0, MEGA 6.0和Arlequin 3.5等完成各种群的遗传多样性、种群间的遗传分化以及单倍型分析。【结果】所测31个桔小实蝇种群总体表现出较高水平的核苷酸多样性（0.00663）和高水平的单倍型多样性（0.98069）。以F-统计法度量种群间遗传分化程度, 结果显示中国桔小实蝇地理种群间遗传分化较弱, 中国种群与泰国、日本、老挝、孟加拉国、美国种群间的遗传分化程度不同, 中国种群与美国种群及日本种群的遗传分化最大。而Mantel检验发现,中国、泰国、日本、老挝、孟加拉国和美国种群间的遗传分化与空间距离有关（R=0.670, P<0.0001）, 中国种群间的遗传分化不是地理隔离所造成的（R=0.038, P=0.534）。中国种群与泰国、日本、老挝、孟加拉国和美国种群间不存在共享单倍型。根据种群系统发育树,可将中国原发生地区种群划分为西南、东南两大分支。中性检验和错配分析结果均表明桔小实蝇曾存在大规模的扩张。【结论】桔小实蝇以东南地区和西南地区为源头向中国内陆扩散,其中广东、福建、广西和贵州种群为中国内陆种群较为有影响力的源头。根据遗传多样性、遗传分化、单倍型分析,推测新发生地区桔小实蝇的来源, 例如安徽合肥桔小实蝇种群主要来源于福建长乐、广东珠海和上海。     

基于线粒体DNA COⅡ基因的亚洲玉米螟中国不同地理种群遗传分化及基因流研究

本文通过对中国亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)17个地理种群的线粒体COⅡ基因进行序列分析, 对中国亚洲玉米螟种群间的遗传分化程度和基因流水平进行了初步研究。在获得的413条序列样本中共发现了34个变异位点、35种单倍型。总体单倍型多样性指数Hd为0.811, 种群内单倍型多样度在0.424~0.862范围内。17个种群间的平均基因流(Nm)为2.02。总群体的固定系数Fst为0.234。AMOVA分子方差分析结果表明中国玉米螟的遗传分化主要来自种群内部(76.45%)。各种群的Tajima’s D值中性检验符合中性突变, 说明中国亚洲玉米螟在历史上没有出现群体扩张, 群体大小稳定。各地理种群的遗传距离与地理距离间不具有显著的相关性。各地理种群中的单倍型在系统发生树上散布在不同的分布群中, 缺乏明显的地理分布格局。     

基于线粒体COI基因的中国西南地区木领针蓟马地理种群的遗传分化分析

【目的】木领针蓟马Helionothrips mube近年来成为芋头Colocasia esculenta上的一种常见害虫。本研究旨在探讨其中国西南地区地理种群间的遗传变异。【方法】通过Sanger法测定了21个地理种群132头木领针蓟马的线粒体COI基因序列,利用MEGA, DnaSP, Arlequin和Network等软件对木领针蓟马种群间的遗传多样性、遗传分化、分子变异等进行分析。【结果】获得的木领针蓟马132条线粒体COI序列(643 bp)中共发现34个变异位点、16种单倍型,其中单倍型H1出现频率最高、分布最广。木领针蓟马总群体的遗传多样性较高(Hd=0.712, Pi=0.00413, K=2.655),遗传分化程度极大(Fst=0.3443),基因交流水平不高(Nm=0.96)。分子方差分析(AMOVA)表明,木领针蓟马的遗传分化主要来自种群内部,Mantel检测出种群地理距离与遗传距离呈正相关。总群体中性检验Tajima’s D值显著负值,Fu’s Fs值不显著,错配分布曲线呈多峰。综合种群间遗传距离、单倍型系统发育树及中介网络图结果,表明四川成都(CHD)、云南昌宁(CHN)和贵州遵义(ZY)3个种群的遗传分化程度均高于其他种群。【结论】中国西南地区木领针蓟马总群体的遗传多样性较高,遗传分化明显,种群间的基因交流受到地理距离的影响,总群体在较近的历史时期内没有出现扩张现象。     

基于线粒体COI基因序列的大豆食心虫中国东北地理种群遗传多样性分析

【目的】大豆食心虫Leguminivora glycinivorella (Matsumura)是一种危害大豆的主要害虫,在中国北方地区危害较重。本研究旨在探讨大豆食心虫在中国东北不同地理种群间的遗传变异。【方法】测定了10个不同地理种群153个个体的线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ (mtCOI)基因的657 bp序列,利用DnaSP 5. 0和Arlequin 3. 5. 1. 2等软件对大豆食心虫种群间的遗传多样性、基因流水平和分子变异进行分析。【结果】结果表明：10个地理种群间的COI基因共有36个变异位点和17个单倍型,其中1个单倍型为10个种群所共享。总种群的单倍型多样性指数Hd为0.456,各地理种群单倍型多样度范围在0~0.634之间。总群体的固定系数Fst为0.12545,遗传分化系数Gst为0.06326,总基因流Nm为3.49,且各种群间的基因流均大于1,种群间基因交流的水平较高。【结论】大豆食心虫种群内遗传多样性水平处于中低等水平。总群体和各种群的Tajima’s D检验结果皆不显著,说明中国东北地区大豆食心虫在较近的历史时期内没有出现种群扩张现象。AMOVA分子变异分析结果表明,大豆食心虫的遗传分化主要来自种群内部,而种群间未发生明显的遗传分化。各地理种群的单倍型在系统发育树上和中介网络图上散布在不同的分布群中,缺乏明显的地理分布格局。各种群的遗传距离与地理距离之间没有显著线性相关性,种群间的基因交流并未受到地理距离的影响。     

不同地理种群银杏大蚕蛾COI基因序列变异与遗传分化

银杏大蚕蛾Caligula japonica是亚洲东部的特有种, 既是一种重要的林业害虫, 也是一种珍贵的野生蚕类资源。为了揭示银杏大蚕蛾地理种群间的内在联系, 测定了我国分布的12个地理种群的线粒体细胞色素氧化酶C亚基I（COI）基因部分序列（GenBank登录号: FJ358506-FJ358517）, 对地理种群间的序列变异和遗传分化进行了分析。结果表明: 银杏大蚕蛾地理种群间的COI序列同源性高达99%~100%, 显示出比较小的遗传差异。序列对准后从供试COI序列中仅鉴定出9个变异位点和6个单元型, 其中3种是共享单元型。系统发育分析结果表明种群间已经按地理位置形成了一定的地理格局, AMOVA分析显示北方组和南方组之间已经具有明显的遗传分化（FST=0.478, P<0.001）。综合分析, 我们认为北方组和南方组之间的遗传分化可能与差异巨大的生态条件有关。研究结果为银杏大蚕蛾的种群遗传学和生态学研究提供了一个基本的分子生物学线索。     

暗褐蝈螽不同地理种群间的遗传分化

利用线粒体COI基因片段研究了我国吉林、辽宁、内蒙古、河北和四川的暗褐蝈螽(Gampsocleis sedakovii)12个地理种群间的遗传分化。结果表明: 36条626 bp的mtDNA-COI基因片段中共检测到单倍型29种, 多态位点71个, 其中简约信号位点37个, 单一多态位点34个。分子变异等级分析(AMOVA)的计算结果显示, 群体内变异仅占总变异的37.23%, 明显小于群体间变异, Fst值为0.62770, 各群体间呈现明显的遗传分化。最大简约法(MP)系统发育分析结果显示, 暗褐蝈螽的12个地理种群以极高的自举支持度(100%)聚类, 形成两个独立的分枝。由于两个分枝的聚类结果与基于形态学特征划分的两个亚种(Gampsocleis sedakovii sedakovii和Gampsocleis sedakovii obscura)并不对应。综合采集地的生境, 初步推测暗褐蝈螽两个亚种间的形态学差异可能是由于它们所处生境不同所引起。在12个地理种群中, 只有内蒙古通辽(NTL)的个体在两个分枝中均有出现。单倍型分布格局研究发现, 单倍型H10是内蒙古通辽(NTL)、鄂温克(NEWK)和吉林吉林(JJL)3个地理种群的共享单倍型, 说明它们来自于共同的祖先。研究结果支持我国的东北地区是暗褐蝈螽遗传分化中心的观点, 但不支持基于形态学特征划分的两个亚种。     

基于线粒体COⅡ基因的大豆蚜不同地理种群遗传分化研究

【目的】大豆蚜Aphis glycines逐渐成为栽培大豆上的世界性重要害虫,为明确大豆蚜不同地理种群的遗传分化及遗传多样性,本研究探讨其在中国的种群遗传变异。【方法】测定了采自7个省共14个地理种群339头大豆蚜的线粒体COⅡ基因的673 bp序列,利用Dna SP 5.0、Arlequin 3.5.1.2、Network4.6.1.3等软件对地理种群间的大豆蚜的遗传多样性、遗传分化程度及分子变异进行分析,并建立了单倍型网络图及单倍型系统进化树。【结果】在所分析的339个COⅡ序列中,共检测出7个单倍型,其中H1为各种群所共享。种群内遗传多样性较低(Hd=0.479±0.030,Pi=0.00166±0.00018),种群内遗传分化相对较大(Fst=0.1985),基因流水平较高(Nm=2.019)。中性检验结果不显著(Tajima’s D=﹣0.931,P>0.10,Fu’s Fs=0.220,P>0.10),说明中国地区大豆蚜在较近的历史时期内没有出现种群扩张现象。分子变异分析(AMOVA)结果表明,大豆蚜遗传变异主要来自种群内部(80.15%),而种群间未发生明显的遗传分化。根据各地理种群的单倍型建立的系统发育树、单倍型网络图表明,各单倍型散布在不同的地理种群中,无明显的地理分布格局。【结论】大豆蚜不同地理种群的遗传多样性不高,各种群的遗传距离与地理距离之间没有显著线性相关性,各种群间的基因交流并未受到地理距离的影响。     

四纹豆象不同地理种群的遗传分化

【目的】通过对四纹豆象Callosobruchus maculatus Fabricius不同地理种群mtDNA-Cytb和COⅠ基因部分序列进行比较, 分析其不同地理种群间的遗传分化情况, 为揭示其与生物入侵的关系及入侵过程中种群系统发育地理格局与演变机制提供依据。【方法】用PCR产物直接测序法对分别来自中国海南、喀麦隆、韩国和泰国的四纹豆象4个地理种群的mtDNA-Cytb和COⅠ序列进行测序, 运用软件MEGA3.1对四纹豆象不同地理种群mtDNA-Cytb和COⅠ序列进行序列分析, 以绿豆象C. chinensis为外群构建了不同单倍型的分子系统树。【结果】34条420 bp Cytb序列中共检测到14个多态位点和5种单倍型, 33条822 bp COⅠ序列中检测到28个多态位点和9种单倍型, 其中4种单倍型为独享单倍型, 其余为全部或部分种群的共享单倍型。AMOVA分析结果显示, 四纹豆象4个地理种群间的遗传结构差异并不明显, 遗传差异主要发生在地理种群内。对4个地理种群进行了Fst值和基因流动统计, 结果表明4个地理种群间既存在着一定数量的基因交流, 也存在一定程度的遗传分化。【结论】根据单倍型分布格局初步推测, 中国不可能是四纹豆象的原产地, 而喀麦隆有可能是原产地之一, 并且喀麦隆种群与泰国种群之间的基因交流比较充分, 而中国种群与其他种群之间的遗传分化相对较大。     

东北地区草地螟1999年大发生的虫源分析

草地螟是我国北方重要的迁飞性害虫,对其虫源地及迁飞路线尚缺乏全面的认识。本文分析了1999年各地草地螟主要迁入峰期的天气学背景,并对风场的时空分布及草地螟迁飞轨迹进行了模拟。结果表明：1999年东北地区大发生的草地螟只有少部分来自以往认为的“主要发生基地”,其主要虫源来自蒙古共和国东部及中蒙边境地区;草地螟盛发期东北地区气旋性天气系统对草地螟的迁入和扩散有密切的关系,据此提出可将“东北低压”、“东北低涡”的发生、发展趋势与虫源地的情况结合起来作为监测草地螟迁入的预警指标。     

Source area of spring population of meadow moth, Loxostege sticticalis L. (Lepidoptera: Pyralidae), in Northeast China

The meadow moth, Loxostege sticticalis L., is an important outbreak pest in Northeast China. The spring population in Northeast China was considered as immigrants from North China; however, the population dynamics during 1996–2007 was not consistent with this traditional theory. In this study, the source area of the spring population of the meadow moth in Northeast China was identified by trajectory analysis using the wind field simulated by mesoscale numerical forecast model MM5. The results indicated that the population of the meadow moth in North China was able to migrate into Northeast China, but had not made a crucial contribution to the outbreaks there since the weather systems were generally adverse for such a long range migration in most of the years. On the other hand, high density cocoons of L. sticticalis have frequently been found in autumn in Northeast China since 1996. The trajectory analyses indicated that most of L. sticticalis in Northeast China in spring emerged from the cocoons that had overwintered either locally or in neighboring countries, i.e. Mongolia and Russia. The development of overwintering areas at higher latitudes coincides with the increased frequency of second-generation larvae; both phenomena might be attributed to the regional climate change associated with global warming.     

草地螟(Loxostege sticticalis)一次迁飞过程的数值模拟

利用PSU／NCAR的中尺度非静力数值预报模式MM5,对2004年5月24—25日河北坝上地区出现的一次草地螟迁飞过程进行了数值模拟,并利用模式输出的较高时空分辨率的结果,就有关物理量及其对迁飞过程的作用进行了诊断分析。结果表明：（1）5月24日傍晚草地螟越冬区种群的大规模外迁与冷锋过境有密切的关系;（2）迁出种群大部分向东北迁飞,迁飞途中发生迫降,主降区位于丰宁等地。此次草地螟迁飞种群的中途迫降是强下沉气流造成的,与温度、降水无关。在草地螟飞行高度上,下沉气流区域中心的垂直速度在30cm／s以上,发生范围与草地螟主降区相吻合;（3）下沉气流的出现与高原地形有着密切的关系。阴山山脉和坝上高原使冷锋发生变形、近地面水平流场发生不规则扰动,进而出现了异常的对流运动。     

草地螟(Loxostege sticticalis)周期性大发生与太阳黑子活动的相关性

草地螟Loxostege sticticalis L．是一种周期性大发生的农作物主要害虫,自新中国成立后已经3次大规模暴发成灾,但关于草地螟周期性大发生的原因还未见报道。利用国际通用的太阳黑子活动数据和我国草地螟大发生的历史记载进行相关性和相位分析的结果表明,我国草地螟大发生的周期性与对应的太阳黑子活动的奇数周期相关联。建国以来的3个大发生周期分别与对应的太阳黑子活动的第19、21周和第23周期在时间序列上表现出极高的同步性,尽管草地螟的发生为害程度与太阳黑子的活动强度之间相关性并不显著。根据这些结果,并结合太阳黑子活动周期的预测,草地螟在我国的第4个大发生周期很有可能开始于2017～2020年之间,并在2024—2025年间达到高峰。