中国东北地区亚洲玉米螟遗传多样性及寄主专化性分析

【目的】为了明确中国东北地区亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis不同地理种群、不同田间寄主种群间的遗传分化程度和基因流水平,了解不同种群间是否产生寄主专化性和遗传结构的差异。【方法】采用双向测序法测定了采自中国东北3种主要寄主植物(玉米Zea mays、高粱Sorghum bicolor和谷子Setaria italica)上的23个地理种群400头亚洲玉米螟个体的线粒体细胞色素氧化酶亚基I (COI)基因的1 034 bp序列;利用DnaSP 5. 0和Arlequin3. 5. 1. 2等软件对亚洲玉米螟不同寄主种群以及不同地理种群间的遗传多样性、基因流水平、系统进化发育和分子变异进行分析。【结果】共获得400条长度为1 034 bp的亚洲玉米螟线粒体COI基因序列,包含60个单倍型。亚洲玉米螟总群体的单倍型多样度(Hd)为0. 793±0. 01,不同地理种群间的单倍型多样度范围在0~0. 916±0. 041之间。总基因交流水平较高(Nm=2. 67),总的群体Fst为0. 1579,不同地理种群的Fst范围在-0. 046~0. 627之间。总种群的Tajima’s D为-1. 73602,检验结果不显著,说明中国东北地区亚洲玉米螟未曾在近期经历种群扩张,群体大小稳定。AMOVA分子变异分析结果表明,不同地理种群间的遗传分化较大(Fst=0. 16236,P 0. 0001),83. 76%遗传变异主要来自种群内部,而种群间的遗传变异仅为16. 24%,不同寄主种群间的遗传分化(Fct=0. 01568,P 0. 05)很小,遗传变异仅占1. 57%,说明亚洲玉米螟的遗传分化主要来自种群内部,而非其地理种群间或寄主种群间。各寄主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种群中,缺乏明显的地理分布和寄主分布格局。【结论】亚洲玉米螟较强的迁飞能力(或随气流进行远距离传播),使各种群间的基因交流未受到地理距离的影响,遗传距离与地理距离之间没有显著相关性。虽其寄主范围较广,但取食不同寄主植物的亚洲玉米螟种群间基因交流频繁,以玉米、高粱和谷子为寄主的种群尚未产生寄主专化性和种群遗传结构的差异。