全 文 ：山东省二点委夜蛾不同地理种群遗传结构*
王摇 静1 摇 于摇 毅1 摇 陶云荔2 摇 李丽莉1**摇 褚摇 栋2
( 1山东省农业科学院植物保护研究所山东省植物病毒学重点实验室, 济南 250100; 2青岛农业大学农学与植物保护学院山东
省植物病虫害综合防控重点实验室, 山东青岛 266109)
摘摇 要摇 二点委夜蛾是近年来在我国黄淮海夏玉米区暴发为害的一种玉米新害虫.为了系统
揭示二点委夜蛾种群在山东省的扩散途径与发生规律,本研究利用线粒体细胞色素氧化酶亚
基 I(mtCOI)基因对山东省 12 个地市的二点委夜蛾种群以及威海 1 个二点委夜蛾形态近似种
种群进行遗传结构分析.结果表明: 130 条二点委夜蛾 mtCOI 基因(608 bp)共有 24 个单倍
型,7 条二点委夜蛾形态近似种的 mtCOI基因共有 2 个单倍型.单倍型网络图与系统发育树显
示,威海地区二点委夜蛾形态近似种与其他种群分为 2 大组,它们之间存在着显著遗传分化,
遗传距离为 0. 044 ~ 0. 054. AMOVA 分析表明,山东省二点委夜蛾种群遗传变异主要来自组
间,该地区二点委夜蛾并没有经历过种群扩张.该研究为此害虫的预测预报及防治提供了科
学依据.
关键词摇 二点委夜蛾摇 线粒体 COI摇 单倍型摇 地理种群摇 遗传分化
文章编号摇 1001-9332(2014)02-0562-07摇 中图分类号摇 S435. 1摇 文献标识码摇 A
Genetic structure of the geographical populations of Athetis lepigone in Shandong Province,
China. WANG Jing1, YU Yi1, TAO Yun鄄li2, LI Li鄄li1, CHU Dong2 ( 1Key Laboratory for Plant
Virology of Shandong, Institute of Plant Protection, Shandong Academy of Agricultural Sciences,
Ji爷nan 250100, China; 2Shandong Province Key Laboratory of Integrated Crop Pest Management,
College of Agronomy and Plant Protection, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109,
Shandong, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(2): 562-568.
Abstract: Athetis lepigone (M觟schler) is a new insect pest of summer corn in Huang鄄Huai鄄Hai Re鄄
gion of China. To understand the spread and damage of this insect pest in Shandong Province, we
analyzed the genetic structure of the A. lepigone populations collected from 12 counties and one
morphologically alike species from Weihai using mitochondrial cytochrome oxidase I (mtCOI, 608
bp) gene. The results showed that there were 24 mtCOI haplotypes generated from 130 sequences of
A. lepigone and 2 haplotypes from 7 sequences of morphologically alike species of A. lepigone. The
haplotype network and phylogenetic tree showed that the populations in the study formed two distinct
groups, i. e. , the population of Weihai (WH) and the other populations. The two groups were sig鄄
nificantly differentiated and the genetic distance between them was 0. 044-0. 054. Molecular vari鄄
ance (AMOVA) analysis showed that a high proportion of the total genetic variance was attributed
to variations among groups, indicating that there was no obvious population expansion among A. lep鄄
igone populations in this province. The study provided the scientific basis for the forecasting and
prevention of the insect pest.
Key words: Athetis lepigone; mitochondrial COI; haplotype; geographic population; genetic differ鄄
entiation.
*国家公益性行业科研项目(201303026)和泰山学者建设工程专项
资助.
**通讯作者. E鄄mail: zbsil3@ 163. com
2013鄄04鄄08 收稿,2013鄄11鄄19 接受.
摇 摇 二点委夜蛾[Athetis lepigone (M觟schler)]属鳞
翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae),国外分布在
亚洲的日本、朝鲜、西伯利亚以及欧洲的瑞典、芬兰
等地区[1] .在我国,2005 年在河北省首次发现该虫
为害玉米[2],2011 年在山东、河南、安徽、江苏、山
西、北京等省市暴发为害[3],严重威胁了夏玉米的
生产.关于二点委夜蛾的突发原因,有报道推测是该
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 2 月摇 第 25 卷摇 第 2 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Feb. 2014, 25(2): 562-568
虫的迁飞造成的.吊飞试验表明,该虫成虫具有一定
的扩散能力[4] . 利用线粒体细胞色素氧化酶亚基 I
(mtCOI)基因对我国河北、河南、山东、山西 4 省 19
个地区种群研究发现,不同地区的二点委夜蛾之间
存在明显的基因交流[5] .
山东省是我国重要的夏玉米产区,二点委夜蛾
已成为该地区重要的玉米苗期害虫.在山东省,2005
年始见于二点委夜蛾为害威海市晚播春玉米,2007
年在德州地区部分县市零星发生,2011 年在鲁南、
鲁西南、鲁西北等地大面积发生[6] . 由于山东省地
处我国东部沿海,与有二点委夜蛾记录的朝鲜半岛
和日本岛屿隔海相望[1];同时,又处于二点委夜蛾
发生量大的河北省、河南省和江苏省的中间位
置[3] .二点委夜蛾在山东省的暴发成灾是否由于种
群扩散所致? 该虫到底有没有迁飞习性? 是否存在
形态相似种? 这些研究对于揭示该虫在山东省的种
群扩散途径与发生规律具有重要意义,可为该虫的
进一步控制提供科学依据.因此,有必要对山东省玉
米产区二点委夜蛾种群的遗传结构进行全面分析.
有研究表明,mtCOI 可应用于二点委夜蛾种群遗传
结构研究,并对山东省济南、青岛 2 个种群进行了分
析[5] .为了全面揭示山东省不同地区二点委夜蛾的
遗传结构和种群动态,有必要进一步采样分析.
本研究利用 mtCOI 基因对山东 12 个地市二点
委夜蛾和威海 1 个二点委夜蛾形态近似种种群进行
了遗传结构分析,进一步解析了山东省玉米产区二
点委夜蛾与国内其他种群之间的进化关系,以期了
解二点委夜蛾在山东省玉米产区的扩散途径与发生
规律,揭示该虫的暴发灾变机制,为该虫的综合防控
提供科学依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试昆虫
2012 年 7—9 月在山东省各地采集二点委夜蛾
幼虫,采集情况见表 1.采后标本单头幼虫置于离心
管中,95%的乙醇浸泡,-20 益条件下贮藏备用. 基
于幼虫形态学对采集样本进行物种鉴定[4,7],结果
表明,除威海种群(WH)为二点委夜蛾形态近似种
外,其他 12 个地市种群均为二点委夜蛾.
1郾 2摇 单头样本的 DNA提取、基因扩增及测序
单头个体 DNA 使用组织 /细胞 DNA 快速提取
试剂盒(北京博迈德生物技术有限公司),按说明书
步骤进行提取,提取到的 DNA 于-20 益条件下保
存备用. PCR 上游引物为 Lep1490 ( 5忆鄄ATTCAAC鄄
CAATCATAAAGATATTGG鄄3忆),下游引物为 Lep2198
( 5 忆 鄄TAAACTTCTGGATGTCCAAAAAATCA鄄3 忆) [8] .
表 1摇 山东省二点委夜蛾及形态近似种种群的相关信息
Table 1摇 Information of Athetis lepigone and its morphologically alike species in Shandong Province, China
采集地点
Collecting location
种群代码
Population
code
供试样本量
Number of
individuals
地理位置
Geo鄄coordinate
采集时间
Collecting
date
单倍型频率
Frequencies of haplotypes
枣庄滕州市
Tengzhou, Zaozhuang
ZZ 8 35毅1忆 N, 117毅2忆 E 2012鄄09 Hap1(3), Hap3(1), Hap4(1), Hap8(1),
Hap12(1), Hap13(1)
淄博高清区
Gaoqing, Zibo
ZB 12 36毅4忆 N, 118毅0忆 E 2012鄄07 Hap1(3), Hap2(1), Hap3(1), Hap4(4),
Hap5(1), Hap6(1), Hap7(1)
烟台海阳市
Haiyang, Yantai
YTH 8 36毅4忆 N, 121毅0忆 E 2012鄄07 Hap1(2), Hap2(1), Hap3(1), Hap4(2),
Hap8(1), Hap14(1)
烟台莱阳市
Laiyang, Yantai
YTL 10 36毅5忆 N, 120毅4忆 E 2012鄄07 Hap2(5), Hap3(4), Hap4(1)
潍坊坊子区
Fangzi, Weifang
WF 8 36毅3忆 N, 119毅0忆 E 2012鄄07 Hap1(4), Hap4(3), Hap21(1)
德州平原县
Pingyuan, Dezhou
DZH 15 37毅0忆 N, 116毅2忆 E 2012鄄07 Hap1(7), Hap2(1) Hap4(6), Hap24(1)
滨州滨城区
Bincheng, Binzhou
BZH 13 37毅2忆 N, 117毅5忆 E 2012鄄07 Hap1(4), Hap2(1), Hap4(3), Hap6(1),
Hap8(1), Hap9(1), Hap10(1), Hap11(1)
东营垦利县
Kenli, Dongying
DY 8 37毅3忆 N, 118毅3忆 E 2012鄄07 Hap1(5), Hap2(1), Hap6(1), Hap8(1)
济宁市任城区
Rencheng, Jining
JN 14 35毅2忆 N, 116毅3忆 E 2012鄄07 Hap1(3), Hap2(2), Hap3(1), Hap4(3),
Hap8(2), Hap19(2), Hap20(1),
泰安肥城市
Feicheng, Tai爷an
TA 10 35毅2忆 N, 116毅3忆 E 2012鄄07 Hap1(4), Hap2(2), Hap4(4), Hap21(2),
Hap22(1)
聊城高塘县
Gaotang, Liaocheng
LC 12 36毅2忆 N, 115毅5忆 E 2012鄄07 Hap1(4), Hap2(2), Hap4(4), Hap8(1),
Hap23(1)
菏泽巨野县
Juye, Heze
HZ 12 35毅2忆 N, 116毅0忆 E 2012鄄09 Hap1(3), Hap3(1), Hap4(3), Hap15(1),
Hap16(2), Hap17(1), Hap18(1)
威海环翠区
Huancui, Weihai
WH 7 37毅3忆 N, 122毅0忆 E 2012鄄09 Hap25(6), Hap26(1)
3652 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王摇 静等: 山东省二点委夜蛾不同地理种群遗传结构摇 摇 摇 摇 摇 摇
取 5 滋L扩增后的产物经 1. 0%琼脂糖凝胶(含 EB)
电泳,于紫外灯下进行成像检测.检测成功的个体进
行测序.
1郾 3摇 序列整理与数据分析
将序列结果在 NCBI 上进行 BLAST 比对,确认
所得的序列片段为二点委夜蛾的 mtCOI 序列片段.
确认后的序列通过 MEGA 5. 0 进行同源校对[9],人
工选取 608 bp 长度的序列片段对序列变异进行分
析.用 Dnasp 5. 0 软件[10]分析群体的多态性系列指
数以及中性检验分析. DNAman 软件计算两两单倍
型之间的遗传距离即核苷酸相似度.基于 Kimura爷s鄄
2鄄Parameter模型 NJ(neighbor鄄joining method)方法,
选择家蚕(Bombyx mori)(登记号 AF149768)序列为
外群,以本研究产生的单倍型和 GenBank 下载的 17
个二点委夜蛾单倍型(编号为 ZB1 ~ ZB17)构建系
统发育树.采用 Network 软件[11]基于统计简约性的
方法构建单倍型网络图.用 Arlequin 3. 11[12]进行种
群分子变异分析(AMOVA).
2摇 结果与分析
2郾 1摇 山东省二点委夜蛾及其形态近似种种群 mt鄄
COI序列变异
对 12 个二点委夜蛾地理种群与 1 个形态近似
种种群共计 137 头个体 mtCOI 基因序列分析,发现
有 42 个变异位点(占分析位点数总数的 6. 9% ),简
约信息位点 37 个.核苷酸的序列变异主要发生在第
3 个位点上(34 / 42),7 个变异发生在密码子第 1 个
位点上(7 / 42),第 2 位点最为保守,仅有 1 个变异
发生,序列分析得到的转换率(71. 4% )远远高于颠
换率(3. 5% ),转换与颠换的偏移率为 3. 91.序列中
碱基 A、T、G 和 C 的含量分别为 29. 9% 、41. 2% 、
14郾 4%和 14. 4% ,A+T的百分含量(71. 1% )明显高
于 G+C的百分含量(28. 9% ).
核苷酸序列的碱基替换类型表现为转换( tran鄄
sition, Ts)和颠换( transversion, Tv),是衡量序列进
化的重要参数[13] . 本研究发现,总群体中核苷酸的
A+T的百分含量明显高于 G+C的百分含量,表现出
较强的 A / T偏倚.
2郾 2摇 山东省二点委夜蛾及其形态近似种种群间的
遗传多样性及中性检验
基于 mtCOI 基因中共检测到 24 个二点委夜蛾
单倍型(分别命名为 Hap1 ~ Hap24)和 2 个形态近
似种单倍型(Hap25 和 Hap26) (GenBank 登录号分
别为 KC771293鄄KC771312 和 KC771312鄄KC771319).二
点委夜蛾单倍型中,有 10 个共享单倍型(出现在 2
个或 2 个以上个体中)和 14 个特殊单倍型(仅出现
在 1 个个体中). 二点委夜蛾形态近似种 2 单倍型
中,有 1 个共享单倍型和 1 个特殊单倍型.各地种群
中,出现频率最高的是单倍型 Hap2 和单倍型 Hap3,
分别占总群体的 34. 3%和 26. 3% . 利用 Kimura爷 s鄄
2鄄Paramter模型计算二点委夜蛾及其形态近似种不
同单倍型的遗传距离(表 2),不同单倍型的遗传距
离范围为 0. 002 ~ 0. 054,两两单倍型之间的核苷酸
相似度范围为 0郾 946 ~ 0. 998;其中,单倍型 Hap25
及 Hap26(二点委夜蛾形态近似种)与其他单倍型
(二点委夜蛾)之间存在较大的遗传距离(0. 044 ~
0. 054)和较小的核苷酸相似度(0郾 946 ~ 0. 956).
对 13 个种群进行 Tajima爷s D 和 Fu爷s Fs 检验
(表 3),尽管大部分种群的 Tajima爷 s D 和 Fu爷 s Fs
值为负值,但均未达到显著水平(P>0. 05).
2郾 3摇 基于 mtCOI 基因对二点委夜蛾的系统进化
分析
利用 MEGA 5. 0 软件基于 mtCOI基因 NJ法,以
家蚕(Bombyx mori) (登录号 AF149768)序列为外
群,对本研究产生的 26 个单倍型和 GenBank下载的
17 个二点委夜蛾单倍型(编号为 ZB1 ~ ZB17)构建
系统发育树(图 1).该树被明显地分成 2 个组,每条
分支的置信度为 100,单倍型 Hap25 和 Hap26 聚类
成一个组,由单倍型的共享情况可知这 2 个单倍型
是来自山东威海(WH)的所有个体;剩下的单倍型
与 GenBank下载的来自山东青岛、山东济南以及河
北、山西等地的二点委夜蛾单倍型聚类在另一个组
上.网络图能够更清晰地显示出这 26 个单倍型之间
的相互关系(图 2),其结果与系统发育分析结果相
似,除单倍型 Hap25 和 Hap26 外,其他单倍型以
Hap1 和 Hap4 为中心聚在一起.
2郾 4摇 种群遗传分化和 AMOVA分析
种群间的遗传分化程度通常用遗传分化系数
(Fst)和基因流(Nm)来衡量,Fst <0. 25,或者 Nm>4,
表明种群之间基因交流比较频繁,总群体没有发生
较大的遗传分化现象[14];群体间的基因流(Nm)值
若<1 (Nm <1),则说明群体间发生了明显遗传分
化[15-17] .本研究用软件 Dnasp 5. 0 得到两两种群之
间的 Fst为-0. 082 ~ 0. 978,Nm 为 0郾 01 ~ 27. 25(表
4).其中,威海地区(WH)二点委夜蛾形态近似种和
其他地理种群之间有着最低的基因流 Nm(0. 01 ~
0郾 09)和最高的遗传分化系数 Fst(0. 875 ~ 0. 978).
465 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
表 2摇 二点委夜蛾(Hap1 ~ Hap24)及形态近似种(Hap25 ~ Hap26)不同单倍型之间的遗传距离(下三角)和核苷酸相似性
(上三角)
Table 2摇 Genetic distance (below diagonal) and nucleotide similarity ( above diagonal) of haplotypes of Athetis lepigone
(Hap1-Hap24) and its morphologically alike species (Hap25-Hap26)
Hap1 Hap2 Hap3 Hap4 Hap5 Hap6 Hap7 Hap8 Hap9 Hap10 Hap11 Hap12 Hap13 Hap14 Hap15 Hap16 Hap17 Hap18 Hap19 Hap20 Hap21 Hap22 Hap23 Hap24 Hap25 Hap26
Hap1 0. 998 0. 995 0. 996 0. 997 0. 997 0. 995 0. 996 0. 997 0. 993 0. 995 0. 997 0. 992 0. 993 0. 993 0. 995 0. 995 0. 993 0. 997 0. 997 0. 997 0. 995 0. 995 0. 997 0. 952 0. 951
Hap2 0. 002 0. 997 0. 998 0. 998 0. 998 0. 997 0. 998 0. 998 0. 995 0. 997 0. 998 0. 998 0. 993 0. 995 0. 996 0. 997 0. 995 0. 998 0. 998 0. 998 0. 997 0. 997 0. 998 0. 951 0. 949
Hap3 0. 005 0. 003 0. 995 0. 995 0. 995 0. 993 0. 995 0. 995 0. 998 0. 993 0. 995 0. 995 0. 997 0. 998 0. 993 0. 993 0. 991 0. 995 0. 995 0. 995 0. 993 0. 993 0. 995 0. 954 0. 952
Hap4 0. 003 0. 002 0. 005 0. 997 0. 997 0. 995 0. 997 0. 997 0. 993 0. 995 0. 997 0. 997 0. 991 0. 993 0. 995 0. 995 0. 993 0. 997 0. 997 0. 997 0. 995 0. 995 0. 997 0. 949 0. 947
Hap5 0. 003 0. 002 0. 005 0. 003 0. 997 0. 998 0. 997 0. 997 0. 993 0. 998 0. 997 0. 997 0. 992 0. 993 0. 995 0. 995 0. 997 0. 997 0. 997 0. 997 0. 998 0. 995 0. 997 0. 949 0. 947
Hap6 0. 003 0. 002 0. 005 0. 003 0. 003 0. 995 0. 997 0. 997 0. 993 0. 995 0. 997 0. 997 0. 991 0. 993 0. 995 0. 995 0. 995 0. 997 0. 997 0. 997 0. 995 0. 998 0. 997 0. 949 0. 947
Hap7 0. 005 0. 003 0. 007 0. 005 0. 002 0. 005 0. 995 0. 995 0. 995 0. 997 0. 995 0. 998 0. 991 0. 991 0. 993 0. 997 0. 998 0. 995 0. 995 0. 995 0. 997 0. 993 0. 995 0. 951 0. 949
Hap8 0. 003 0. 002 0. 005 0. 003 0. 003 0. 003 0. 005 0. 997 0. 993 0. 995 0. 997 0. 997 0. 992 0. 993 0. 995 0. 995 0. 993 0. 997 0. 997 0. 997 0. 995 0. 995 0. 997 0. 949 0. 947
Hap9 0. 003 0. 002 0. 005 0. 003 0. 003 0. 003 0. 005 0. 003 0. 993 0. 995 0. 997 0. 997 0. 992 0. 993 0. 995 0. 995 0. 993 0. 997 0. 997 0. 997 0. 995 0. 995 0. 997 0. 949 0. 947
Hap10 0. 007 0. 005 0. 002 0. 007 0. 007 0. 007 0. 005 0. 007 0. 007 0. 992 0. 993 0. 997 0. 995 0. 997 0. 992 0. 995 0. 993 0. 993 0. 993 0. 993 0. 992 0. 992 0. 993 0. 956 0. 954
Hap11 0. 005 0. 003 0. 007 0. 005 0. 002 0. 005 0. 003 0. 005 0. 005 0. 008 0. 993 0. 995 0. 990 0. 992 0. 993 0. 995 0. 995 0. 998 0. 995 0. 995 0. 997 0. 993 0. 993 0. 951 0. 950
Hap12 0. 003 0. 002 0. 005 0. 003 0. 003 0. 003 0. 005 0. 003 0. 003 0. 007 0. 005 0. 997 0. 992 0. 993 0. 998 0. 998 0. 993 0. 997 0. 997 0. 997 0. 995 0. 998 0. 997 0. 952 0. 951
Hap13 0. 003 0. 002 0. 005 0. 003 0. 003 0. 003 0. 002 0. 003 0. 003 0. 003 0. 005 0. 003 0. 992 0. 993 0. 995 0. 998 0. 997 0. 997 0. 997 0. 997 0. 995 0. 995 0. 997 0. 952 0. 951
Hap14 0. 008 0. 007 0. 003 0. 008 0. 008 0. 008 0. 010 0. 008 0. 008 0. 005 0. 010 0. 008 0. 008 0. 995 0. 990 0. 990 0. 989 0. 992 0. 992 0. 992 0. 990 0. 990 0. 992 0. 951 0. 950
Hap15 0. 007 0. 005 0. 002 0. 007 0. 007 0. 007 0. 008 0. 007 0. 007 0. 003 0. 008 0. 007 0. 007 0. 005 0. 992 0. 992 0. 990 0. 993 0. 993 0. 993 0. 992 0. 992 0. 993 0. 956 0. 954
Hap16 0. 005 0. 003 0. 007 0. 005 0. 005 0. 005 0. 007 0. 005 0. 005 0. 008 0. 007 0. 002 0. 005 0. 010 0. 008 0. 997 0. 992 0. 995 0. 995 0. 995 0. 993 0. 997 0. 995 0. 951 0. 952
Hap17 0. 005 0. 003 0. 007 0. 005 0. 005 0. 005 0. 003 0. 005 0. 005 0. 005 0. 007 0. 002 0. 002 0. 010 0. 008 0. 003 0. 995 0. 995 0. 995 0. 995 0. 993 0. 997 0. 995 0. 954 0. 952
Hap18 0. 007 0. 005 0. 008 0. 007 0. 003 0. 007 0. 002 0. 007 0. 007 0. 007 0. 005 0. 007 0. 003 0. 012 0. 010 0. 008 0. 005 0. 993 0. 993 0. 993 0. 995 0. 992 0. 993 0. 952 0. 951
Hap19 0. 003 0. 002 0. 005 0. 003 0. 003 0. 003 0. 005 0. 003 0. 003 0. 007 0. 002 0. 003 0. 003 0. 008 0. 007 0. 005 0. 005 0. 007 0. 997 0. 997 0. 995 0. 995 0. 997 0. 952 0. 951
Hap20 0. 003 0. 002 0. 005 0. 003 0. 003 0. 003 0. 005 0. 003 0. 003 0. 007 0. 005 0. 003 0. 003 0. 008 0. 007 0. 005 0. 005 0. 007 0. 003 0. 997 0. 995 0. 995 0. 997 0. 950 0. 947
Hap21 0. 003 0. 002 0. 005 0. 003 0. 003 0. 003 0. 005 0. 003 0. 003 0. 007 0. 005 0. 003 0. 003 0. 008 0. 007 0. 005 0. 005 0. 007 0. 003 0. 003 0. 995 0. 995 0. 997 0. 950 0. 947
Hap22 0. 005 0. 003 0. 007 0. 005 0. 002 0. 005 0. 003 0. 005 0. 005 0. 005 0. 008 0. 003 0. 005 0. 005 0. 010 0. 008 0. 007 0. 007 0. 005 0. 005 0. 005 0. 993 0. 995 0. 947 0. 946
Hap23 0. 005 0. 003 0. 007 0. 005 0. 005 0. 002 0. 007 0. 005 0. 005 0. 008 0. 007 0. 002 0. 005 0. 010 0. 008 0. 003 0. 003 0. 008 0. 005 0. 005 0. 005 0. 007 0. 995 0. 951 0. 949
Hap24 0. 003 0. 002 0. 005 0. 003 0. 003 0. 003 0. 005 0. 003 0. 003 0. 007 0. 005 0. 003 0. 003 0. 008 0. 007 0. 005 0. 005 0. 007 0. 003 0. 003 0. 003 0. 005 0. 005 0. 949 0. 947
Hap25 0. 048 0. 049 0. 046 0. 051 0. 051 0. 051 0. 049 0. 051 0. 051 0. 044 0. 049 0. 048 0. 048 0. 049 0. 044 0. 049 0. 046 0. 048 0. 048 0. 051 0. 051 0. 053 0. 049 0. 051 0. 998
Hap26 0. 049 0. 051 0. 048 0. 053 0. 053 0. 053 0. 051 0. 053 0. 053 0. 046 0. 051 0. 049 0. 049 0. 051 0. 046 0. 048 0. 048 0. 049 0. 049 0. 053 0. 053 0. 054 0. 051 0. 053 0. 002
表 3摇 山东省二点委夜蛾及形态近似种遗传多样性参数及中性检验分析
Table 3摇 Diversity indices and neutrality test in Athetis lepigone and its morphologically alike species in Shandong Province
种群代码
Population code
Nh Hd 仔 K Tajima爷s
D
中性检验显著性
Significance of
neutrality test
Fu爷s Fs 统计
Statistics of
Fu爷s Fs
ZZ 6 0. 893 0. 002 1. 500 -1. 640 0. 10>P>0. 05 -3. 443
ZB 7 0. 864 0. 003 2. 000 0. 025 P>0. 10 -2. 557
YTH 6 0. 929 0. 004 2. 143 -0. 345 P>0. 10 -2. 444
YTL 3 0. 644 0. 002 1. 267 0. 700 P>0. 10 0. 949
WF 3 0. 679 0. 002 1. 321 -0. 613 P>0. 10 0. 723
DZH 4 0. 657 0. 003 1. 543 0. 011 P>0. 10 0. 655
BZH 8 0. 885 0. 003 1. 846 -1. 432 P>0. 10 -3. 956
DY 4 0. 643 0. 002 1. 000 -1. 535 0. 10>P>0. 05 -1. 236
JN 7 0. 901 0. 004 2. 330 0. 215 P>0. 10 -1. 612
TA 4 0. 778 0. 003 1. 600 0. 505 P>0. 10 0. 108
LC 5 0. 803 0. 003 1. 909 -0. 149 P>0. 10 -0. 330
HZ 7 0. 894 0. 004 2. 530 -0. 612 P>0. 10 -1. 845
WH 2 0. 333 0. 001 0. 333 -0. 933 P>0. 10 0. 003
Nh:单倍型数 Number of haplotypes; Hd:单倍型多样度 Haplotype diversity; 仔:核苷酸多样度 Nucleotide diversity; K:核苷酸平均差异数 Average
number of nucleotide differences.
5652 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王摇 静等: 山东省二点委夜蛾不同地理种群遗传结构摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 1摇 基于二点委夜蛾 mtCOI 基因 NJ 法构建系统发育树
(>70% )
Fig. 1摇 Molecular phylogenetic tree of Athetis lepigone using NJ
method (>70% ).
玉:二点委夜蛾 Athetis lepigone; 域:二点委夜蛾形态近似种 Morpho鄄
logically alike species. BM:家蚕 Bombyx mori.
摇 摇 对二点委夜蛾群体及其近似种划分为 2 大组进
行 AMOVA分析(表 5),结果显示,组间的变异方差
占方差比率的 94. 2% ,种群之间的变异方差组分占
方差比率的 0. 04% ;种群内部的变异组分占方差比
率的 5. 76% ,并达到显著水平(P<0. 01).
图 2摇 二点委夜蛾及其形态近似种单倍型网络图
Fig. 2摇 Median joining network of haplotypes of Athetis lepigone
and its morphologically alike species.
圆圈内颜色区域表示各采样区域的单倍型频率 The colored segments
in the circle represented the proportion of the same haplotype that oc鄄
curred in each sampling region.
3摇 讨摇 摇 论
二点委夜蛾是近年来在我国夏玉米区新发生的
玉米苗期害虫,国内对于二点委夜蛾的研究时间较
短[2],相关研究主要集中在预测预报、田间发生规
律、生物学特性以及防治技术等方面[7,18-19] .由于山
东省玉米生产以及地理位置的重要性,所以有必要
开展二点委夜蛾遗传结构分析. 本文首次系统研究
了山东省二点委夜蛾不同地理种群的遗传结构,这
对于揭示该害虫在山东省的种群扩散途径与发生规
律具有重要意义.
通过幼虫形态初步鉴定发现,在威海地区采集
的幼虫与二点委夜蛾幼虫在形态上十分相似,但前
者体表光滑,而后者体表布满大小不等的颗粒.威海
种群与其他种群之间的核苷酸相似度 (0. 946 ~
0郾 956)低于其他地理种群之间的核苷酸相似度
(0郾 989 ~ 0. 998). 同时,威海种群和其他地区二点
委夜蛾的遗传距离为 0. 044 ~ 0. 054.并且遗传分化
主要来自这 2 个大组之间,由此可见,威海二点委夜
蛾形态近似种与其他地区二点委夜蛾产生了较大的
遗传分化.二者是否存在基因交流,尚需进一步杂交
试验证实.
山东省二点委夜蛾的发生危害始见于 2005 年
威海市的晚播春玉米[6],然而本次调查在威海地区
仅发现二点委夜蛾的相似种,这可能与此次威海地
区二点委夜蛾种群调查数量不足有关,今后需要进
一步加强对威海地区二点委夜蛾的调查.此外,本次
665 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
表 4摇 基于 mtCOI基因二点委夜蛾及形态近似种种群之间的遗传分化系数(Fst)和基因流(Nm)
Table 4摇 Genetic differentiation (Fst) and gene flow (Nm) among Athetis lepigone populations and its morphologically alike
species based on mtCOI gene
ZB BZH DY ZZ YTL YTH HZ JN WF TAN LCH DZH WH
ZB 7. 63 2. 01 3. 25 6. 62 6. 61 8. 79 5. 26 9. 19 4. 24 21. 50 27. 25 0. 03
BZH -0. 020 5. 51 9. 38 5. 09 8. 21 3. 39 5. 52 8. 03 5. 96 12. 75 8. 30 0. 03
DY 0. 133 0. 000 5. 83 2. 75 3. 14 1. 48 4. 30 1. 41 1. 90 2. 92 1. 91 0. 01
ZZ 0. 045 -0. 048 -0. 053 4. 22 5. 10 2. 42 4. 42 3. 04 3. 52 5. 25 3. 71 0. 02
YTL -0. 022 -0. 002 0. 085 0. 023 4. 56 6. 90 3. 76 8. 82 5. 59 5. 98 6. 45 0. 09
YTH -0. 036 -0. 048 0. 014 -0. 041 0. 010 3. 49 10. 50 3. 23 3. 09 11. 25 6. 15 0. 02
HZ -0. 032 0. 033 0. 201 0. 096 -0. 024 0. 033 2. 98 8. 30 4. 39 6. 37 8. 95 0. 03
JN 0. 012 0. 010 0. 039 0. 025 0. 030 -0. 052 0. 072 3. 39 3. 75 8. 64 3. 95 0. 03
WF -0. 049 -0. 036 0. 156 0. 019 -0. 034 0. 010 -0. 039 0. 062 12. 82 8. 90 16. 97 0. 01
TAN 0. 018 -0. 009 0. 119 0. 016 -0. 009 0. 028 0. 017 0. 045 -0. 082 5. 23 5. 51 0. 02
LCH -0. 066 -0. 046 0. 069 -0. 010 -0. 015 -0. 069 -0. 012 -0. 023 -0. 048 -0. 003 20. 84 0. 02
DZH -0. 063 -0. 017 0. 162 0. 039 -0. 021 -0. 024 -0. 027 0. 046 -0. 067 0. 010 -0. 057 0. 02
WH 0. 960 0. 964 0. 978 0. 970 0. 875 0. 959 0. 951 0. 955 0. 972 0. 967 0. 962 0. 968
上三角表示基因流(Nm)Above the diagonal indicated gene flow (Nm);下三角表示遗传分化系数(Fst)Below the diagonal indicated genetic differen鄄
tiation coefficient (Fst).
表 5摇 二点委夜蛾及其形态近似种种群 mtCOI 的分子变异
分析(AMOVA)
Table 5摇 Analysis of molecular variance (AMOVA) of mt鄄
COI in Athetis lepigone and its morphologically alike species
变异来源
Source of
variation
自由度
df
平方和
Sum of
square
方差组分
Variance
components
方差比率
Percentage
of variation
P值
P
value
组间
Among groups
1 164. 151 14. 231 94. 20 >0. 05
种群间
Among populations
11 10. 312 0. 006 0. 04 >0. 05
种群内
Within populations
123 107. 045 0. 870 5. 76 <0. 01
总计 Total 135 281. 507 15. 108
调查没有在其他地区发现与威海相同的二点委夜蛾
近似种,说明威海的二点委夜蛾近似种可能仅在局
部分布,与 Tajima爷s D 和 Fu爷s Fs 值中性检验,结果
一致,表明该种群在近期没有显著的扩张.关于威海
地区的二点委夜蛾种群及其形态近似种的分布,有
待于结合周边地理种群(如日本、韩国等种群)进行
全面分析.
对山东省 12 个二点委夜蛾种群 Tajima爷 s D 和
Fu爷s Fs值进行中性检验的结果显示,12 个二点委
夜蛾种群的差异均未达到显著水平,表明山东省各
地区二点委夜蛾种群未经历过种群扩张. 10 个共享
单倍型中,Hap2 在所有种群中均有发现,且该单倍
型与朱彦彬等[5]报道的出现频率最高的单倍型序
列一致,因此推测该单倍型为原始单倍型.
致谢摇 感谢中国农业科学院植物保护研究所王振营研究员、
青岛农业大学农学与植物保护学院顾耘教授在二点委夜蛾
鉴定方面提供的帮助.感谢在二点委夜蛾种群采集过程中给
以帮助的其他工作人员.
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作者简介摇 王摇 静,女,1986 年生,硕士研究生.主要从事农
业昆虫与害虫防治研究. E鄄mail: wangjing2005@ yeah. net
责任编辑摇 肖摇 红
865 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷