甜菜夜蛾地理种群基因流与种群扩张历史分析.docx

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甜菜夜蛾地理种群基因流与种群扩张历史分析

甜菜夜蛾地理种群基因流与种群扩张历史分析

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甜菜夜蛾地理种群基因流与种群扩张历史分析-农学论文

甜菜夜蛾地理种群基因流与种群扩张历史分析

王兴亚a，周俐宏b

（辽宁省农业科学院，ａ．植物保护研究所；ｂ．花卉研究所，沈阳１１０１６１）

摘要：

利用ｍｔＤＮＡＣＯＩ基因序列对采自我国７个地理种群的甜菜夜蛾（ＳｐｏｄｏｐｔｅｒａｅｘｉｇｕａＨüｂｎｅｒ）遗传多样性与种群扩张历史进行研究。

结果表明，比对２０６条序列（序列长度为５４７ｂｐ），共发现８个变异位点，定义５个单倍型，其中包括３个共享单倍型和２个独有单倍型；群体遗传多样性较低（Ｈｄ＝０．３２０，π＝０．０００７０，Ｋｘｙ＝０．３８３）。

群体间存在一定的遗传分化（ＦＳＴ＝０．３９８）、基因流水平较低（Ｎｍ＝０．３７８）。

ＡＭＯＶＡ分析表明，甜菜夜蛾遗传变异主要来自种群内，种群间变异水平较低。

中性检验（Ｔａｊｉｍａ’ｓＤ＝－１．５７６，Ｐ＜０．０５；ＦｕａｎｄＬｉ′ｓＦ＝－３．８３４，Ｐ＜０．０５）与错配分布分析表明，我国北方甜菜夜蛾种群曾经历种群近期扩张。

关键词：

甜菜夜蛾（ＳｐｏｄｏｐｔｅｒａｅｘｉｇｕａＨüｂｎｅｒ）；ＣＯＩ基因；遗传结构；遗传分化

中图分类号：

Ｓ４３３．４文献标识码：

A文章编号：

0439－８114（２０15）14－3460-06

DOI:

10.14088/ki.issn0439-8114.2015.14.032

ＧｅｎｅＦｌｏｗａｎｄＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＥｘｐａｎｓｉｏｎＨｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅＢｅｅｔＡｒｍｙｗｏｒｍ，

ＳｐｏｄｏｐｔｅｒａｅｘｉｇｕａＨüｂｎｅｒ

ＷＡＮＧＸｉｎｇ－ｙａa，ＺＨＯＵＬｉ－ｈｏｎｇb

（ａ．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｌａｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｂ．ＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｌＢｒａｎｃｈ，ＬｉａｏｎｉｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：

ＭｔＤＮＡＣＯＩｇｅｎｅｓｅｑｕｅｎｃｅｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅ７ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｏｆＳｐｏｄｏｐｔｅｒａｅｘｉｇｕａＨüｂｎｅｒｉｎＣｈｉｎａｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｅｘｐａｎｓｉｏｎｉｎｈｉｓｔｏｒｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｔｏｔａｌｏｆ８ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓｉｔｅｓｗｅｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄｆｒｏｍ２０６ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ（ｓｅｑｕｅｎｃｅｌｅｎｇｔｈｗａｓ５４７ｂｐ），ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ５ｈａｐｌｏｔｙｐｅｓｆｒｏｍｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｉｎｇ３ｓｈａｒｅｄｈａｐｏｌｏｔｙｐｅｓａｎｄ２ｕｎｉｑｕｅｈａｐｏｌｏｔｙｐｅｓ．Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙｗａｓｌｏｗｅｒ（Ｈｄ＝０．３２０，π＝０．０００７０，Ｋｘｙ＝０．３８３）．Ｔｈｅｒｅｗａｓａｃｅｒｔａｉｎｇｅｎｅｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ（ＦＳＴ＝０．３９８）ａｎｄｌｉｔｔｌｅｇｅｎｅｆｌｏｗ（Ｎｍ＝０．３７８）ｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｏｌｅｃｕｌａｒｖａｒｉａｎｃｅ（ＡＭＯＶＡ）ｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎｃｏｍｅｍａｉｎｌｙｆｒｏｍｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｖａｒｉａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎａｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｗａｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｎｅｕｔｒａｌｔｅｓｔ（Ｔａｊｉｍａ’ｓＤ＝－１．５７６，Ｐ＜０．０５；ＦｕａｎｄＬｉ′ｓＦ＝－３．８３４，Ｐ＜０．０５）ａｎｄｕｎｉｍｏｄａｌｍｉｓｍａｔｃｈｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔＳ．ｅｘｉｇｕａＨüｂｎｅｒｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄｒｅｃｅｎｔｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｅｘｐａｎｓｉｏｎｉｎＮｏｒｔｈＣｈｉｎａ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：

ＳｐｏｄｏｐｔｅｒａｅｘｉｇｕａＨüｂｎｅｒ；ＣＯＩｇｅｎｅ；ｇｅｎｅｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｇｅｎｅｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ

甜菜夜蛾（ＳｐｏｄｏｐｔｅｒａｅｘｉｇｕａＨüｂｎｅｒ）属夜蛾科灰夜蛾属，是世界上重要的杂食性农业害虫，可为害玉米、棉花、大豆、甜菜、番茄、白菜及苜蓿等多种作物［１－３］。

该种害虫起源于南亚，广泛分布于亚洲、欧洲和北美洲５７°Ｎ以南的广大地区及整个非洲及澳大利亚［４］。

１９世纪９０年代，甜菜夜蛾首次在北京有发生及危害记录。

近年来，随着全球气候变暖及我国产业结构的调整，甜菜夜蛾已迅速扩散到我国北方各蔬菜主产区，成为危害大葱等蔬菜的最重要害虫。

通常该种害虫幼虫取食寄主叶片，形成缺刻、孔洞或网状，甚至只剩下叶脉，幼苗受害后可导致死亡，严重影响蔬菜及农作物的品质和产量［５，６］。

甜菜夜蛾是一种高繁殖率、杂食性、具有长距离迁移能力的害虫［７－９］。

近年来，由于长期大量使用杀虫剂，使得甜菜夜蛾对有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类杀虫剂产生了严重抗药性，给该种害虫的防治带来很大的困难［１０，１１］。

近年来，许多分子标记被广泛应用于物种系统发育和生物地理学等研究方面［１２，１３］。

由于线粒体ＤＮＡ基因具有严格的母系遗传、缺少基因重组以及相对较快的进化速率等特点，而被广泛用于研究物种种群历史、系统发生生物地理学及物种形成等［１３－１７］。

尤其是ｍｔＤＮＡＣＯＩ基因具有较快的进化速率和清晰的进化模式，比较适合物种种内与种间水平的系统进化方面的研究［１８］。

此外，研究物种种群遗传结构是害虫综合治理的重要内容，有助于探讨其种群间遗传进化关系，揭示其起源、扩散路线及趋势，进而为明确该种害虫的发生动态与成灾适应机制提供理论基础［１９－２１］。

目前，在ＤＮＡ水平上探讨甜菜夜蛾的种群遗传学研究甚少，张艳［２２］２００５年研究了甜菜夜蛾抗性遗传及ＡＦＬＰ体系的建立；孙小洁等［２３］２００６年以甜菜夜蛾幼虫为材料建立了甜菜夜蛾ｃＤＮＡ表达文库；牛成伟等［２４］２００６年利用ＡＦＬＰ研究了我国甜菜夜蛾北方种群内的遗传多样性高于南方种群，不同种群间不存在明显的遗传分化。

因此，有必要采用分子系统地理学对甜菜夜蛾进行深入研究，探讨甜菜夜蛾不同地理种群基因流及种群扩张历史。

鉴于此，本研究利用ｍｔＤＮＡＣＯＩ基因序列作为分子标记，对我国不同地理种群甜菜夜蛾的种群多样性、遗传结构与基因流进行分析，阐明该种害虫种群历史，为制定合理的害虫防治策略提供理论依据。

１材料与方法

１．１试验材料与采集方法

本研究选取２０１２年采自我国７省（市）的７个地理种群的２０６头甜菜夜蛾为样品，采用实地采集结合性信息素诱捕法进行标本收集（表１）。

为了尽量避免采集来自同１个父母本的后代个体，采集时尽量保持一定距离。

采集到的所有样品均浸泡在－２０℃、９５％乙醇中，并保存在辽宁省农业科学院植物保护研究所。

１．２基因组总ＤＮＡ的提取、ＰＣＲ扩增与测序

利用Ｑｉａｇｅｎ’ｓＤＮＥａｓｙ提取试剂盒（Ｑｉａｇｅｎ，Ｖａｌｅｎｃｉａ，ＣＡ）进行甜菜夜蛾总ＤＮＡ提取，选用线粒体基因细胞色素氧化酶Ｉ亚基基因（ＣＯＩ）部分序列作为分子标记，其扩增引物为ＬＣＯ１４９０（５’－ＧＧＴＣＡＡＣＡＡＡＴＣＡＴＡＡＡＧＡＴＡＴＴＧＧ－３’）与ＨＣＯ２１９８（５’-ＴＡＡＡＣＴＴＣＡＧＧＧＴＧＡＣＣＡＡＡＡＡＡＴＣＡ－３’）［２５］。

ＰＣＲ反应均为２５μＬ反应体系：

０．２５μＬＥａｓｙＴａｑＤＮＡＰｏｌｙｍｅｒａｓｅ，２．５μＬ１０×ＥａｓｙＴａｑＢｕｆｆｅｒ，０．５μＬｄＮＴＰＭｉｘｔｕｒｅ，正反引物各０．５μＬ，１μＬＤＮＡ模板，再加１９．７５μＬ去离子水。

扩增条件为：

９４℃预变性５ｍｉｎ；９４℃变性３０ｓ，５４℃退火３０ｓ，７２℃延伸４５ｓ，３０个循环；７２℃终延伸５ｍｉｎ，ＰＣＲ产物于４℃保存。

ＰＣＲ反应在ＡｐｐｌｉｅｄＢｉｏｓｙｓｔｅｍｓＡＢＩ３７３０（ＡｐｐｌｉｅｄＢｉｏｓｙｓｔｅｍ，ＵＳＡ）上进行。

所得双向测序结果通过ＤＮＡＳｔａｒ５．０（ＤＮＡＳＴＡＲ，Ｉｎｃ．１９９６）软件包中的Ｓｅｑｍａｎ程序进行校对及双向测序结果的拼接。

１．３序列处理与数据分析

由Ｅｄｉｔｓｅｑ（ＤＮＡＳＴＡＲ，Ｉｎｃ．１９９６）程序检验拼接后的序列是否能正确翻译为蛋白质，以确保序列的正确性。

运用ＣｌｕｓｔａｌＸ１．８１［２６］软件进行多重序列比对，使用ＭＥＧＡ５．２［２７］软件以Ｋｉｍｕｒａ２－ｐａｒａｍｅｔｅｒ模型计算序列间的遗传距离，查看序列的碱基组成。

与此同时，基于Ｋｉｍｕｒａ２－ｐａｒａｍｅｔｅｒ模型构建近单倍型邻接树（Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ－jｏｉｎｉｎｇｔｒｅｅ，ＮＪ树），基于遗传距离构建不同地理种群甜菜夜蛾的ＵＰＧＭＡ系统树。

淡剑贪夜蛾（Ｓｐｏｄｏｐｔｅｒａｄｅｐｒａｖａｔａ）作为外群，获得的ＤＮＡ序列提交到ＧｅｎＢａｎｋ数据库中。

构建单倍型ＮＪ系统发育树。

另外，使用ＮＥＴＷＯＲＫ２．０［２８］进行基于Ｍｅｄｉａｎ－ｊｏｉｎｉｎｇ法对所有个体构建单倍型之间的网络关系图。

使用ＤｎａＳＰ５．０［２９］统计单倍型多态度（Ｈｄ）、核苷酸多态度（π）、核苷酸平均差异数（Ｋｘｙ）以及分子标记的变异速率中性检验。

分子变异分析是基于等位基因的单倍型组分或频率估计种群遗传结构，通过分析不同种群在不同地理尺度上的基因分化水平，考虑了序列间的差异和单倍型的频率，在Ａｒｌｅｑｕｉｎ３．１１［３０］中执行。

２结果与分析

２．１ＣＯＩ序列变异及遗传多样性

２．１．１ＣＯＩ序列变异分析通过试验得到７个地理种群的２０６个个体的测序结果，序列长度为５４７ｂｐ。

其中５３９个碱基序列为保守位点，变异位点８个，占序列总长度的１．５％，其中包括６个单一变异位点和２个简约信息位点。

没有出现碱基插入和缺失现象。

平均碱基组成分别为３１．４％Ａ、３９．５％Ｔ、１３．９％Ｇ和１５．２％Ｃ，Ａ＋Ｔ含量（７０．９％）明显高于Ｇ＋Ｃ（２９．１％）含量。

另外，转换与颠换率比为５．７２∶１。

在２０６条甜菜夜蛾ＣＯＩ序列中，共检测出５个单倍型（登录号：

ＫＭ６７０４４９－ＫＭ６７０４５３），各地理种群单倍型分布见表２。

其中包括３个共享单倍型（Ｈａｐ＿１、Ｈａｐ＿２和Ｈａｐ＿４）。

即单倍型Ｈａｐ＿１广泛分布于７个种群的１６８个样本中，单倍型Ｈａｐ＿２分布于陕西大荔（ＤＬ）、山西（ＹＣ）和天津（ＴＪ）种群的１１个样本中，单倍型Ｈａｐ＿４分布于河南郑州（ＨＮ）和沈阳（ＳＹ）中的２５个样本中。

另外，还包括２个为独有单倍型（Ｈａｐ＿３和Ｈａｐ＿５），其中，单倍型Ｈａｐ＿３为河南郑州种群所特有，单倍型Ｈａｐ＿５为沈阳种群所特有。

２．１．２ＣＯＩ序列遗传多样性对我国７个地理种群共２０６条甜菜夜蛾ＣＯＩ序列进行分析，由表２可以看出，群体遗传多样性较低（Ｈｄ＝０．３２０，π＝０．０００７０，Ｋｘｙ＝０．３８３）。

各地理种群中，沈阳（ＳＹ）种群的遗传多样性最高（Ｈｄ＝０．４９９，π＝０．００１１２，Ｋｘｙ＝０．６１５），与之相比较，邢台（ＸＴ）种群遗传多样性最低。

另外，通过比较甜菜夜蛾不同地理种群间的核苷酸平均差异数（Ｋｘｙ）与核苷酸歧义度（Ｄｘｙ）（表３），结果表明，核苷酸平均差异数（Ｋｘｙ）的变化范围０．０００００～０．００１８６，核苷酸歧义度（Ｄｘｙ）变化范围为０．０００～１．０１６。

其中，ＳＹ种群分别与其他种群的核苷酸平均差异数（Ｋｘｙ）与核苷酸歧义度（Ｄｘｙ）差异普遍较大，说明在７个地理种群中，ＳＹ种群遗传多样性相对较高。

２．２单倍型间的系统发育分析

以淡剑贪夜蛾作为外群基于邻接法构建各地理种群不同单倍型的系统发育树见图１，基于Ｍｅｄｉａｎ－ｊｏｉｎｉｎｇ法构建的单倍型网络关系见图２。

结果表明，两者结果基本一致，各单倍型都相互散布在不同的地理种群中，没有形成明显的系统地理结构。

５个单倍型中并没有按照地理分布形成明显的族群，各单倍型都相互散布在不同的地理种群中，没有形成明显的系统地理结构。

另外，图2表明，单倍型Ｈａｐ＿１广泛分布在７个地理种群中，单倍型之间通常仅由1个突变所联系，最多为２个突变所联系。

例如Ｈａｐ＿１分别与Ｈａｐ＿２、Ｈａｐ＿４之间仅由１个突变所联系，Ｈａｐ＿４分别与Ｈａｐ＿５由２个突变所联系。

２．３不同地理种群的遗传距离与遗传关系

研究结果表明，甜菜夜蛾不同地理种群间的遗传距离为０．１％（０～０．２％）。

ＳＹ与其他地理种群的遗传距离最远（０．００１～０．００２）。

另外，大荔（ＤＬ）与运城（ＹＣ）、天津（ＴＪ）、郑州（ＨＮ）的遗传距离皆为０．００１。

采用遗传距离构建不同地理种群甜菜夜蛾的ＵＰＧＭＡ系统树（图３），由图３可知，ＸＴ、ＤＬ、ＺＱ、ＹＣ、ＴＪ和ＨＮ地理种群遗传关系较近，聚为１个分支；ＳＹ与其他６个地理种群遗传距离较远。

２．４不同地理种群的遗传分化与基因流

遗传分化指数（Ｆ－ｓｔａｔｉｓｔｉｃ，ＦＳＴ）可表示不同群体间等位基因频率的变异，是反映群体进化历史的重要参数，可在一定程度上揭示种群间基因流和遗传漂变的程度。

而基因流则可以揭示出群体间可能相互基因渗透及影响遗传分化的遗传现象。

Ａｒｌｅｑｕｉｎ３．１１计算结果显示，７个地理种群总的遗传分化指数ＦＳＴ为０．３９８，根据ＦＳＴ＝１／１＋４Ｎｍ，计算得到７个地理种群总体基因流Ｎｍ为０．３７８，各地理种群间的遗传分化指数为－０．０４２～０．５９４［１１，１２］，另外，ＳＹ与其他种群间极度分化（ＦＳＴ＞０．２５）；ＤＬ与ＸＴ和ＴＪ种群遗传分化明显（０．１５＜ＦＳＴ≤０．２５），ＤＬ与ＺＱ种群之间极度分化（ＦＳＴ＞０．２５），其余地理种群间的遗传分化程度比较低。

基因流显示各地理种群间存在一定的基因交流（表４）。

２．５种群遗传结构与种群历史分析

通过对不同地理种群甜菜夜蛾遗传变异的分子变异分析（ＡＭＯＶＡ），分析不同地理种群间的谱系遗传结构，种群内与种群间的遗传变异水平见表５。

由表５可知，不同地理种群间的遗传分化指数（ＦＳＴ）变异较大，ＦＳＴ＝０．３９８（Ｐ＜０．０１），表明遗传变异主要发生在种群内，种群内的变异水平超过种群间。

分别采用Ｔａｊｉｍａ’ｓ、ＦｕａｎｄＬｉ’ｓ检验对各地理种群进行中性检测（表２），检测结果表明各地理种群间无显著差异（Ｐ＞０．０５），表明大多数地理种群内的序列在进化上遵循中性模型。

而将所有个体作为一个整体进行分析，Ｔａｊｉｍａ’ｓＤ值为负值（－１．５７６），达到差异水平（Ｐ＜０．０５）；ＦｕａｎｄＬｉ′ｓＦ值也为负值（－３．８３４），达到差异水平（Ｐ＜０．０５）。

说明我国７省甜菜夜蛾作为一个整体在进化上遵循中性模型。

另外，对所有地理种群ＣＯＩ序列的单倍型成对碱基差异的错配分布进行分析（图４），由图４可以看出，所有的ＣＯＩ单倍型呈现单峰分布，表明甜菜夜蛾曾作为一个整体经历过种群扩张。

３小结与讨论

３．１ｍｔＤＮＡＣＯＩ基因序列变异与遗传多样性

探究物种遗传变异有助于揭示物种起源与进化历史［３１］。

本研究通过分析甜菜夜蛾各地理种群的ＣＯＩ基因片段，结果表明各地理种群间总体上呈现出较低的遗传多样性。

在所研究的ＣＯＩ目的片段基因中，仅有８个变异位点，定义了５个单倍型，同时，遗传距离仅为０．１％。

与之相一致的是在其他夜蛾科昆虫中豹灯蛾（Ａｒｃｔｉａｃａｊａ）和曲纹灰蝶（Ｌａｍｐｉｄｅｓｂｏｅｔｉｃｕｓ）也得到了相同的结果［３２，３３］。

较低水平的遗传多样性表明，甜菜夜蛾种群可能经过严重的瓶颈效应或奠基者效应。

可能是由以下原因引起的：

其一，甜菜夜蛾在我国具有较短的种群扩张历史，尚未积累过多的遗传变异；其二，群体的分化程度主要是对所在的生态条件相适应的结果，如果环境作用强度及方向大体相同，则各分布区内的种群在遗传上将难以形成显著的分化［３４］。

因此推测入侵时间短、种群间充分的基因交流是造成甜菜夜蛾遗传多样性贫乏的原因。

而值得注意的是沈阳（ＳＹ）种群具有相对较高的遗传多样性，可能与该地区甜菜夜蛾没有经过严重的瓶颈效应、奠基者效应或者较小的选择压力（如杀虫剂等）有关。

此外，较低的遗传变异再次验证了甜菜夜蛾具有高度的迁飞能力。

３．２遗传分化与基因流

本研究表明，不同单倍型之间没有明显的地理分布格局。

２个特有单倍型分别在郑州（ＨＮ）和沈阳（ＳＹ）种群中发现，这归因于种群间的基因流的缺乏或者是较小的取样大小造成的。

通常，具有较强扩散能力的物种在不同地区间具有较小的遗传分化，该结论在斜纹夜蛾（Ｓ．ｌｉｔｕｒａ）和其他夜蛾科昆虫中也得到了验证。

本研究中多数各地理种群没有显著的遗传分化，具有较小的序列差异，其结果与牛成伟等［24］的研究结果是一致的。

与之相比较，由于山脉的隔离，例如燕山和太行山山脉的隔离可能造成了沈阳（ＳＹ）和ＤＬ（大荔）与其他地理种群间存在着显著的遗传分化。

在甜菜夜蛾分子遗传方面，国内外很少有相关的研究报道。

Boivin等［35］利用ＡＦＬＰ研究了我国甜菜夜蛾的北方种群内的遗传多样性高于南方种群，不同种群间不存在明显的遗传分化。

通过ＣＯＩ对甜菜夜蛾各单倍型的分析表明，各进化支之间分歧度很低，没有形成明显的聚类分支，甜菜夜蛾在ＣＯＩ水平上仍然处于一个单系群。

我国７省甜菜夜蛾地理种群间的遗传分化指数ＦＳＴ为０．３９８，基因流Ｎｍ为０．７５６。

从Ｎｍ值来看，通常Ｎｍ＞１，表明群体间的基因流的水平较高，群体间遗传分化较小；当Ｎｍ＞４时，种群间的基因交流就更为充分，遗传分化更小；Ｎｍ＜１说明群体可能由于遗传漂变而发生了分化［３6］。

因此，本研究表明甜菜夜蛾各地理种群间存在基因交流不充分，制约了地理种群间的遗传分化。

３．３种群遗传结构与种群扩张历史

群体遗传结构是指遗传变异在物种或群体中的一种非随机分布。

这种非随机分布是由不同过程共同作用产生的，包括物种长期的进化历史、分布区改变、生境破碎、群体隔离、突变、遗传漂变、繁育系统、基因流与选择等。

深入理解害虫种群遗传结构，有助于给我们提供重要的生物学信息、迁飞规律和地理变异格局。

物种扩散、地理隔离可以影响物种结构［３7］。

种群之间的遗传变异和基因流对阐明种群结构和种群动态是很重要的［３8－４0］。

昆虫的扩散能力、地理隔离以及近年来人类活动（如苗木运输等）皆可影响物种的种群结构。

寄主分布可直接影响专食性昆虫的分布［４1］。

寄主专化有助于保持昆虫种内的高度的种内变异，展现出高水平的遗传结构［４2，４3］。

总体上，在我国蔬菜主产区，甜菜夜蛾没有明显的栖息地丢失、栖息地片段化，以及寄主不连续分布，同时，也没有气候屏障来影响甜菜夜蛾的存活。

因此，我国不同地理种群的甜菜夜蛾表现出较小的遗传分化。

分别采用Ｔａｊｉｍａ’ｓ、ＦｕａｎｄＬｉ’ｓ检验对各地理种群进行中性检测，检测结果表明各地理种群无显著差异（Ｐ＞０．０５），表明大多数地理种群内的序列在进化上遵循中性模型。

而将所有个体作为一个整体进行分析，Ｔａｊｉｍａ’ｓＤ值为负值，达到差异水平（Ｐ＜０．０５）；ＦｕａｎｄＬｉ′ｓＦ值也为负值，且达到差异水平（Ｐ＜０．０５）。

说明我国７省甜菜夜蛾作为一个整体在进化上遵循中性模型。

另外，通过对７省的７个地理种群ＣＯＩ序列的单倍型成对碱基差异的错配分布进行分析，结果显示所有的ＣＯＩ单倍型呈现单峰分布，表明在我国北方甜菜夜蛾曾作为一个整体经历过种群扩张。

３．４害虫防治启示与未来工作

目前，甜菜夜蛾广泛分布于我国各蔬菜主产区。

鉴于该种害虫的严重危害性，有必要了解其扩散风险与潜在地理分布。

因此，应积极对其进行有效监控，采取一些措施尽量避免其快速扩散到其他蔬菜主产区。

另外，产生抗药性是昆虫适应环境与长期进化的结果，同时也是人为自然选择的结果。

在过去的几十年，一些地区采用大量使用单一杀虫药剂来防治甜菜夜蛾，结果造成了严重的抗药性［４0］。

同时，也造成一些地区的甜菜夜蛾经历了严重的种群瓶颈效应［４4］。

此外，不同地理种群间不充分的基因流可以用来解释抗药性的快速扩散，同时，许多抗性特征也通过长距离的迁移被积累下来［４5］。

因此，在较大时间和空间尺度调查甜菜夜蛾的抗药性，结合抗性基因与遗传结构分析，将有助于了解甜菜夜蛾的抗性水平与抗药类别，最终指导化学药剂的合理使用。

另外，为正确评估种群遗传多样性，广泛地取样也是必要的。

为了更好地理解甜菜夜蛾的种群历史和种群遗传结构，有必要使用更长、更多的基因序列，甚至是更快的进化标记，如微卫星等［４5，４6］。

参考文献：

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