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微红梢斑螟(Dioryctria rebulla)是我国重要的历史性松梢害虫。该害虫偏好危害松树幼林,由于发生世代复杂,加之幼虫期隐蔽危害,目前微红梢斑螟的防控仍存在较大的技术瓶颈。本课题以我国微红梢斑螟蛀道伴生生物为研究对象,通过对蛀道内伴生生物分布区系、种类的调查以及诸种类生态位关系的研究,优势种群的筛选以及种类鉴定,发现松梢隐翅虫(Placusa pinearum Gao, Ji, Liu, sp. nov)在时空生态位上与微红梢斑螟具有高度的跟随性和重叠性,可作为载体昆虫携带病原菌防治微红梢斑螟的危害。在天敌(媒介)昆虫引种和生物防治实践中,首要关注的问题是在不同害虫分布区选择合适的天敌昆虫种源。一般而言,天敌昆虫或生物菌存在明显的地理遗传分化时,综合考虑本地天敌种群对本地气候及寄主等的适应性、定殖扩散能力,一般选择本地的天敌种群以提高防治效率;相反,如果天敌昆虫不同地理种群遗传分化很小,则可在天敌种群基因库内任意选择虫源。基于松梢隐翅虫广泛分布的特点,本研究利用形态标记对不同地理种群的松梢隐翅虫形态分化进行分析,同时,结合分子谱系地理学原理和方法,探讨了松梢隐翅虫种群现有遗传多样性和遗传结构形成的历史过程。目的在于为应用载体昆虫携带病原生物防治微红梢斑螟等钻蛀害虫提供依据,开发林木钻蛀性害虫生物防治的新途径。主要研究内容及结果如下:1、对南京及周边地区4个不同立地类型的微红梢斑螟危害松林情况进行了调查。林间调查发现微红梢斑螟偏好危害10年生以下的松树幼林。微红梢斑螟对同一松树品种的危害程度与林分类型有较密切关系,林分受害程度依次为:人工纯林>天然更新与人工种植混交林>天然更新林。微红梢斑螟的危害程度与松树树种的关系为:火炬松>马尾松>黑松。2、首次系统调查了我国不同地区微红梢斑螟蛀道生物区系。微红梢斑螟蛀道节肢动物类群极为丰富。主要类群隶属为3纲9目13科,其中弹尾纲1目1科,为弹尾目跳虫科(Poduridae);蛛形纲有蜘蛛目和蜱螨目2目2科:分别为螨科(Acarina)和微蛛科(Erigonidae);昆虫纲6目10科,分别为鞘翅目隐翅虫科(Staphylinidae)、锯谷盗科(Silvanidae)、象甲科(Curculionidae)、小蠹科(Scolytidae);缨翅目蓟马科(Thripidae);革翅目蠼螋科(Labiduridae);膜翅目蚁科(Formicidae)和茧蜂科(Braconidae);半翅目蝽科(Pentatomidae);啮虫目啮虫科(Psocidae)。从种群数量及分布特征来看,螨科和隐翅虫科是广布种也是优势种群,另外,从生态位重叠值看,隐翅虫科在时间和空间上与微红梢斑螟存在紧密的共栖关系,提示该甲虫可以作为载体昆虫携带病原菌开展微红梢斑螟的生物防治。3、发现并报道微红梢斑螟蛀道优势种群前角隐翅虫亚科Placusa属下的一个新种。采集自我国8个不同地区的微红梢斑螟蛀道隐翅虫的44个标本进行观察描述。通过生殖器官解剖、制作玻片、显微拍照,绘制分类特征图,对标本口器细部等特征采用扫描电子显微镜进行观察拍照,发现该隐翅虫在雄性生殖器形态、雌虫受精囊,第8腹节背板和腹板等关键形态特征等与国外已报道种类存在明显的差异,故确定其为一个新种,定名为松梢隐翅虫Placusa pinearum Gao,Ji, Liu, sp. nov。4、松梢隐翅虫种群的形态分化研究。采集了我国云南、四川、湖南、广东、安徽、江苏和陕西等地区的14个采样点的不同种群,对其头宽、头长、鞘翅宽、鞘翅长、前胸背板宽、前胸背板长、体长以及鞘翅颜色等形态变量进行统计,从鞘翅颜色观察发现云南、四川地区的样品具有黑色的鞘翅,而其他地区的则均为黄色;利用SPSS软件进行聚类分析表明,分布在我国云南四川地区的标本与其他地区的样本存在较为明显的聚类分化,其中云南地区分化最为明显,四川与华东和华南地区亦存在较大分化。5、利用线粒体mtDNA COI、16S等分子标记对我国14个不同采样点的松梢隐翅虫种群的遗传多样性以及遗传分化进行了研究。结果显示来自西南地区种群单倍型多样性和核苷酸多样性值最低,而华东等地区的种群遗传多样性比较高;实验获得线粒体mtDNACOI、16S基因序列56条和37条,分别产生19条和6条单倍型序列。利用Network以及贝叶斯进化树分析发现,华东地区的种群产生了比较显著的遗传分化,根据遗传分化指数Fst以及共享单倍型的分布特征发现云南四川地区的种群与华东、华南等地区存在显著的遗传分化。6、形态分化(表型)与遗传分化的关系。从我国不同地理分布地区松梢隐翅虫的形态变异聚类结果看,西南地区与我国华东、华南等地区的种群有明显的形态分化关系,再从其遗传分化的角度看,尽管整体上我国松梢隐翅虫种群并未形成清晰的遗传分化结构,但从共享单倍型的分布、遗传分化指数以及系统进化树等分析结果看,西南地区与华东、华南等地区种群存在着显著的遗传分化,这说明总体上,我国松梢隐翅虫种群在形态分化和遗传分化上具有一致性。即在缺少分子生物学数据的情况下,只要我们获得昆虫种群可靠的形态地理分化关系,就可以大致判断相应的遗传分化特征。7、初步分析了我国松梢隐翅虫种群遗传分化的原因。将我国14个地区的松梢隐翅虫种群分别按照地理区域和寄主松树的差别进行分组, AMOVA统计结果显示绝大部分的遗传变异产生在组群内的不同种群之间,而仅有少部分的遗传变异产生在组群之间,显示我国不同地区的松梢隐翅虫种群并未形成明显的遗传分化地理结构;Mantel test检验结果显示种群之间的遗传分化与地理距离并未存在显著的相关性。8、种群历史分析。利用贝叶斯分子钟模型,以昆虫的线粒体mtDNA COI基因碱基突变率估算出在距今大约20000年前,我国松梢隐翅虫种群曾发生过一次明显的种群扩张事件,单倍型网络图结构呈星状结构以及中性检验Fu’s结果所提供的证据也都支持种群发生过种群扩张。来自西南地区种群的单倍型多样性和核酸多样性均显著低于华东地区和华南地区的种群,表明我国云南四川地区的种群可能为新定殖的种群或发生过瓶颈效应,推测西南地区的种群可能是由华东或者华南地区迁移形成的种群,结合云贵采样地位于横断山脉的地理阻隔,最终进而形成目前的遗传分化格局。