论文部分内容阅读
切梢小蠹(Tomicus)隶属于鞘翅目(Coleoptera)、小蠹科(Scolytidae)。切梢小蠹包括8个种,广泛分布于欧亚地区,是多种针叶林的重要害虫。上世纪80年代以来,云南切梢小蠹(Tomicusyunnanensis)暴发成灾,蔓延至云南松整个分布区,导致数十万公顷云南松(Pinusyunnanensis)林被毁,成为我国自建国以来森林蠹虫危害最严重的事件。
在切稍小蠹诸多研究中,有两个问题值得探讨。切稍小蠹种类的形态特征差异较小,种类鉴定困难,寻求切梢小蠹种类鉴定的新方法十分必要。同时,云南切稍小蠹在云南松分布区大范围危害,但其扩张路径及分布规律尚不十分清楚,应予以揭示。
本研究采用线粒体DNA细胞色素c氧化酶亚单位Ⅰ(COI基因)部分序列,对5种切稍小蠹,即横坑切梢小蠹(Tomicus minor)、纵坑切梢小蠹(T.piniperda)、云南切梢小蠹(T.yunnanensis)、松芽小蠹(T.brevipilosus)及华山松切梢小蠹(T.armandii)进行PCR扩增和测序。通过序列对位排列、单倍型筛选、计算Juke-Cantor遗传距离、构建系统进化树等研究分析,发现这5种切稍小蠹(共计101个体)可分为两组,其中横坑切稍小蠹、纵坑切稍小蠹和松芽小蠹为一组,支持率达100%,暗示着3种小蠹虫亲缘关系较近;另一组是云南切稍小蠹与华山松切稍小蠹,支持率亦为100%。华山松切稍小蠹与云南切稍小蠹的遗传距离等遗传结构分析参数很小,暗示可能具有同一起源。考虑到云南切稍小蠹和华山松切稍小蠹各拥有唯一且专化的寄主,推测寄主可能是导致该物种分化形成的主要原因。研究表明,线粒体DNA细胞色素c氧化酶亚单位Ⅰ(COI基因)可以将5种切稍小蠹明晰区分,认为该基因片段可以作为切稍小蠹种类鉴定的分子标记。
采用线粒体COI基因对我国西南地区15个云南切稍小蠹地理种群(共计240个体)遗传关系进行了研究,共得到40个独立的单倍型,表明云南切稍小蠹遗传多样性较丰富。单倍型分析揭示,云南中部种群的单倍型最为丰富,并拥有祖先单倍型,因而认为云南中部是云南切稍小蠹的起源地。综合单倍型地理分布格局,云南各地云南切稍小蠹种群遗传距离分析及N-J系统树的分析,推测云南切稍小蠹在云南松发生区域的分布大体是,以云南中部为中心,向云南南部及北部地区扩张形成的。
本研究首次提出云南切梢小蠹可能起源于云南中部地区,再现了云南切梢小蠹在云南松分布区蔓延危害的历史踪迹,深化和丰富了云南切梢小蠹危害扩张的认识,为合理制定云南切梢小蠹防控方案提供了重要科学依据。本研究提出的线粒体DNA细胞色素c氧化酶亚单位Ⅰ(COI基因)为切稍小蠹鉴定提供了新方法,对切梢小蠹准确鉴定和科学防治具有积极的科学意义和重要的实际价值。