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中国白蜡窄吉丁遗传多样性

解全荣  
【摘要】:白蜡窄吉丁Agrilus planipennis Fairmaire属鞘翅目(Coleoptera)、吉丁总科(Buprestoidae)、吉丁科(Buprestidae)、窄吉丁亚科(Agrilinae)、窄吉丁属(Agrilus),是木犀科(Oleaceae)梣属(Fraxinus Linn.)树木的一种重要蛀干害虫。白蜡窄吉丁是许多国家的检疫性害虫,主要以幼虫在树木的韧皮部、形成层和木质部浅层蛀食,切断树木的营养输导组织,导致树木衰弱甚至死亡。本实验选取了白蜡窄吉丁中国原产地(长春、铁岭、沈阳、天津、北京)的样品82个样本,利用线粒体COI基因片段扩增,所得1000bp基因片段,结合查阅文献所得北美种群、韩国种群和日本种群的已知数据,分析了白蜡窄吉丁中国五个地点以及北美和亚洲的遗传多样性及其地理扩散路径,并提出了中国地区的白蜡窄吉丁防治建议。结果如下: 1白蜡窄吉丁中国五个地点的遗传多样性及其地理扩散 中国的五个地点的遗传多样性,铁岭和沈阳两地的白蜡窄吉丁单倍型相对较多,分别是三种和四种,天津和北京的种群单倍型较少,分别有一种和两种,推断白蜡窄吉丁大致上是从北向南扩散的。各种群间的Fst在0.131~0.934之间,推断不同地理种群间基因流水平不高,群体间基因交流较少,总种群的基因流(Nm)为0.23,固定系数(Fst)为0.647,遗传分化系数(Gst)为0.521。Nm<1,推断总种群间产生一定的遗传分化,但在较近的历史时期种群未经历明显的扩张,说明白蜡窄吉丁爆发不是在短期内种群扩张所致,而是本地种群在合适的条件下大量增殖造成的。在中国境内,较近的历史时期内种群还未曾大规模的变动,结合该害虫迁飞能力弱,自然扩散缓慢的特点推断,在中国境内最初扩散历程中该虫是由东北地区向华北地区扩散的,扩散方式主要是以随木材苗木木质包装等认为运输行为为主的,自然扩散作用不明显。 2亚洲和北美地区白蜡窄吉丁遗传多样性及其地理扩散路径 本实验研究反映中国北方白蜡窄吉丁种群间的遗传变异,结合查询的北美和亚洲其它已知地点的结果分析,我们可以分析推断亚洲和北美地区的白蜡窄吉丁地理扩散路径。根据地理距离可以分为9个地理种群,分别是亚洲的韩国、日本、北京、天津、河北、辽宁、吉林和黑龙江种群以及北美发生地区加拿大和美国的北美种群。Alicia M. Bray等运用AFLP方法分析显示北美种群与河北种群存在一定的遗传关系。其次,河北、吉林、辽宁、韩国、黑龙江、天津等地的基因片段之间碱基差异数都在1~2个之间,推断上述各地点之间遗传距离较近,之间可能存在互相扩散。另外,日本种群与基础单倍型H1碱基差异数为21,推断日本种群与其他种群遗传差异相对较大,可能是由于其地理位置不易于基因交流。根据国界和地理位置我们可以进一步将上述9个地理种群划分成中国种群、韩国种群、北美种群和日本种群四个地理种群,其中韩国种群与中国的辽宁种群有一种相同的单倍型,可能也存在基因交流,北美种群与中国种群和韩国种群遗传关系较近,可能存在着基因交流,日本与其他国家和地区基本不存在基因交流,因此推测亚洲和北美地区白蜡窄吉丁的扩散路径即韩国和中国之间互相扩散,特别与辽宁省基因交流较频繁,北美种群可能来自韩国也可能来自中国,而且人为扩散是最可能的扩散方式,所以可以根据贸易记录和相关寄主进出口运输记录来辅助验证北美种群的来源地。


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