全 文 ：第 49 卷 第 12 期
2 0 1 3 年 12 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 49，No. 12
Dec．，2 0 1 3
doi: 10．11707 / j．1001-7488．20131213
收稿日期: 2013 － 01 － 03; 修回日期: 2013 － 03 － 22。
基金项目: 国家自然科学基金项目(31070584) ; 高等学校博士学科点专项科研基金项目(20101401110008)。
* 谢映平为通讯作者。
日本松干蚧 3 个地理种群的遗传分化*
杨 钤1 谢映平1 樊金华1 邵生富2 吴 俊2 王彦士3 赵常胜4 张英伟5
(1. 山西大学生命科学学院 太原 030006; 2. 浙江省金华市林业局 金华 321000; 3. 山东省青岛市林业局 青岛 266061;
4. 吉林省伊通满族自治县林业局 伊通 130700; 5. 辽宁省抚顺市林业局 抚顺 113006)
摘 要: 选择我国松干蚧分布的代表性地区———浙江金华( ZJJH)、山东青岛( SDQD)、辽宁抚顺( LNFS)采集松
干蚧雌成虫，采用优化的 RAPD 技术和筛选的 4 条长度为 10 bp 的随机引物，测定分析 3 个地理种群松干蚧的遗传
多样性及遗传分化。结果表明: 从松干蚧单头雌成虫抽提总 DNA 可以获得足量用于 RAPD-PCR 反应的模板
DNA，雌成虫总 DNA 分子质量为9 416 bp; 在物种水平上，3 次重复的种群间分化系数(G st)分别为0. 207 8，0. 191 9
和0. 207 5，表明总的遗传变异中分别有 20. 78%，19. 19% 和 20. 75% 的变异存在于种群之间，79. 22%，80. 81% 和
79. 25%的变异存在于种群内; 3 次重复中 ZJJH 与 SDQD 的 Neis 遗传距离均为最小，分别是0. 040 7，0. 035 5和
0. 044 9，SDQD 与 LNFS 的遗传距离均为最大，分别是0. 065 0，0. 056 2和0. 067 3，表明 3 个地理种群有着很近的亲
缘关系，属于同一虫种; 基于 Neis 遗传距离，利用 UPGMA 法进行聚类分析的结果表明 3 个地理种群都属于同一物
种，并且在 3 次重复中 ZJJH 种群均与 SDQD 种群先聚为一簇，说明这 2 个种群间关系较近。
关键词: 松干蚧; 日本松干蚧; 地理种群; 遗传分化; RAPD 分析
中图分类号: S718. 7 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2013)12 － 0088 － 09
Genetic Differentiation of Matsucoccus matsumurae from
Three Geographic Populations in China
Yang Qian1 Xie Yingping1 Fan Jinhua1 Shao Shengfu2 Wu Jun2 Wang Yanshi3
Zhao Changsheng4 Zhang Yingwei5
(1. School of Life Science，Shanxi University Taiyuan 030006; 2. Jinhua Forestry Bureau，Zhejiang Province Jinhua 321000;
3. Qingdao Forestry Bureau，Shandong Province Qingdao 266061; 4. Yitong Forestry Bureau，Jilin Province Yitong 130700;
5. Fushun Forestry Bureau，Liaoning Province Fushun 113006)
Abstract: The Japanese pine bast scale，Matsucoccus matsumurae ( Hemiptera: Coccoidea: Matsucoccidae ) is an
important invasive pest in pine forests of China． However，the classification and the population genetic differentiation of
this species over various distribution regions have been a problem in the pest management decision-making． In order to
provide molecular evidence for the species identification and scientific management of the pest，we collected samples from
Fushun in Liaoning Province(LNFS)，Qingdao in Shandong Province( SDQD) and Jinhua in Zhejiang Province( ZJJH)，
respectively，and applied RAPD-PCR technigue with 4 random primers to investigate the genetic variation of the three
geographic populations． The results showed that the DNA extracted from individual female adult was enough for RAPD-
PCR． The genome size of the species was 9 416 bp． At species level，coefficient of genetic differentiation ( G st ) of the
population with three replicates was 0. 207 8，0. 191 9 and 0. 207 5，respectively，indicating that there were 20. 78%，
19. 19% and 20. 75% of genetic diversity resided among populations，and 79. 22%，80. 81% and 79. 25% of genetic
diversity within populations． The minimum genetic distance derived from the three replicates was 0. 040 7，0. 035 5 and
0. 044 9 between ZJJH and SDQD，respectively，and the maximum ones was 0. 065 0，0. 056 2 and 0. 067 3 between SDQD
and LNFS，which suggested that the three geographic populations would be very close in genetic relationship and that belong
to the same species． According to the UPGMA dendrograms，the 3 populations could be grouped into two clades and one
contained ZJJH and SDQD and the other contained LNFS only，which indicated a closer genetic relationship between the
ZJJH and SDQD populations． This research provides a scientific basis for the pest management and has an important
第 12 期 杨 钤等: 日本松干蚧 3 个地理种群的遗传分化
significance in using sex pheromones and the natural enemies of the pine bast scale for biological control in the future．
Key words: pine bast scale; Matsucoccus matsumurae; geographic populations; genetic diversity; RAPD
日本松干蚧 (Matsucoccus matsumurae) 是我国
一种重要的外来毁灭性害虫，在北方主要危害赤松
(Pinus densiflora)、油松 ( P． tabulaeformis)和黑松
( P． thunbergii )，在 南 方 主 要 危 害 马 尾 松 ( P．
massoniana)。在分类上属于半翅目(Hemiptera)松
干蚧科 ( Matsucoccidae ) 松干蚧属 ( Matsucoccus )，
1903 年由 Kuwana 在日本东京的黑松上首次发现，
并作 为 新 种 发 表，是 该 属 的 模 式 种 ( Kuwana，
1907)。松干蚧自 20 世纪 40 年代在我国辽宁旅顺
和山东烟台首先发现，之后沿我国东部地区扩散蔓
延，并先后在辽宁全境，吉林的伊通县，山东的烟台、
青岛，上海，江苏的南京，浙江的杭州、金华等地大面
积暴发，对松林造成危害。日本松干蚧在我国 1 年
发生 2 代，雌虫产卵量大，种群增长快，而且虫体表
面有多种泌蜡腺体，能分泌蜡质，对虫体起保护作
用，因而防治十分困难。除普遍进行化学防治外，许
多地方还大量砍伐染虫林木，以阻止蚧虫的扩散。
该虫已被长期列为森林植物检疫对象(林业部野生
动物和森林植物保护司，1990)。
长期以来，昆虫分类都以传统的形态分类法
为主，由于近缘种的形态结构十分相似，该方法对
近缘种种间关系的鉴定有局限性。蚧虫属于小
型、变态特殊的昆虫，雌雄异形表现得非常明显，
因此蚧虫的分类都是以雌成虫的形态特征作为主
要分类依据，这些表型特征主要是虫体表面的泌
蜡腺孔的种类、数量、分布位置，身体上的刚毛和
刺的形状、数量、分布特点，这使形态结构十分相
似的蚧虫近缘种的区分和鉴定更加困难，“张冠李
戴”的现象时有发生。
近年来，随着分子生物学的快速发展，利用分子
信息进行昆虫分类研究越来越受到重视，其中随机
扩增多态性 DNA 技术( random amplified polymorphic
DNA，RAPD) (Welsh et al．，1990; Williams et al．，
1990)具有操作简便、灵敏以及对模板 DNA 浓度、纯
度要求不高等特点，已经在昆虫分类和系统学研究
中得到运用(鲁亮等，1995)。松干蚧雌成虫大小为
2 ～ 3 mm，基因组 DNA 含量较少，并且不同地理种
群的基因型差异不大，因此，选用 RAPD-PCR 方法
解决上述问题具有较大优势。
本文采用 RAPD 方法，对在辽宁省、山东省、浙
江省采集的松干蚧标本进行研究，明确了 3 个地区
松干蚧种群内的遗传变异程度和种群间的遗传多样
性，可为解决日本松干蚧虫种问题和害虫的管理提
供依据。
1 材料与方法
1. 1 昆虫
根据各地方虫害的发生规律，分别于 2011 年
3—4 月、5—6 月、7—8 月对浙江金华( ZJJH)、山东
青岛(SDQD)、辽宁抚顺 ( LNFS)3 个地点的松干蚧
雌成虫进行采集。ZJJH 的标本采集于马尾松上，
SDQD 和 LNFS 的标本均采集于油松上。在各地点
采集带有显露期松干蚧的松树枝条带回实验室内收
集松干蚧雌成虫，将蚧虫饥饿 48 h，使其消化道内的
物质充分消化，然后浸泡于无水乙醇中(张迎春等，
2002)，－ 20 ℃条件下保存，备用。
1. 2 DNA 提取方法
采用优化的酚 /氯仿法 (张迎春等，2002 )提
取基因组 DNA。每个采集地点各取 15 头雌成虫，
将每头成虫置于蒸馏水中浸泡 24 h，烘干，各管中
加入 300 μL 预冷的提取液( Tris 1 mol·L － 1，EDTA
0. 25 mol·L － 1，NaCl 1. 5 mol·L － 1，pH 8. 0)。经微
量研磨棒研碎后，各加入 10 μL 的 10% SDS 以及 4
μL 的 RNase A［生工生物工程(上海)有限公司］，
37 ℃水浴 1 h。然后在各离心管中加入 6 μL 的
Proteinase K［生工生物工程 (上海)有限公司］，37
℃水浴 2 h。分别加入等体积的 Tris 平衡酚，抽提
20 min，离心 10 min(5 000 g)。取上清液，加入等
体积的酚 ∶ 氯仿 ∶ 异戊醇 (25 ∶ 24 ∶ 1 )，抽提 20 min，
离心 10 min(5 000 g)。取上清液，经 2 倍体积的
无水乙醇沉淀 2 h 及 2 倍体积的 75%乙醇洗涤、干
燥 后，加 TE 缓 冲 液 ( 10 mmol·L － 1 Tris-HCl，1
mmol·L － 1 Na2 EDTA H2O ) 稀 释 至 50 ng·μL
－ 1，
－ 20 ℃保存，备用。
1. 3 RAPD 扩增反应条件的优化
通过参阅蚧虫分子生物学相关文献 (刘全超，
2012; Frey et al．，2008; 高宝嘉等，2007)，并经过预
试验筛选获得 4 条 10 bp 随机引物用于本研究，引
物序号及序列见表 1。引物由生工生物工程(上海)
有限公司和北京全式金生物技术有限公司合成。
RAPD-PCR 扩增反应体系中含有: 10 × buffer
(含 Mg2 + )2. 5 μL，dNTPs(2. 5 mmol·L － 1 )2. 0 μL，
随机 引 物 ( 10 μmol·L － 1 ) S500、11N010145 和
11NO10146 为 1. 5 μL，S1415 为 1. 0 μL，模板 DNA
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林 业 科 学 49 卷
(50 ng·μL － 1)0. 4 μL(S500 和 11NO10146)、0. 8 μL
(11N010145)和 1. 0 μL( S1415)，Taq DNA 聚合酶
1. 0 U (北京全式金生物技术有限公司 )，补加
ddH2O 至 25 μL。扩增反应程序为: 94 ℃ 预变性
10 min; 94 ℃变性 30 s，32 ℃退火 30 s，72 ℃延伸
1 min，45 个循环; 72 ℃终延伸 7 min。在确定上述
反应条件之前，首先依据表 2 对影响 RAPD-PCR 结
果较大的 3 种因素即随机引物浓度、模板 DNA 浓度
以及退火温度进行单因素试验设计，即每次只改变
1 个因素水平，保持其他因素水平不变，筛选出最优
的反应体系组合。
表 1 随机引物及序列
Tab. 1 Sequences of primers occupied in RAPD
引物号 Primer No． 序列 Sequence(5＇－ 3＇)
S500 TCGCCCAGTC
S1415 CCTCCTTCTC
11N010145 TTCGAGCCAG
11NO10146 TGTAGCTGGG
表 2 RAPD-PCR 反应体系因素水平设计
Tab. 2 Levels of factors in RAPD-PCR reaction system
引物 Primer(10 μmol·L － 1 ) /μL 模板 DNA DNA model(50 ng·μL － 1 ) /μL 退火温度 Annealing temperature / ℃
1. 0 1. 5 2. 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1. 0 32 34 36 38
1. 4 RAPD 扩增与检测
用经优化的扩增反应条件组合对 3 个地理种群
共 45 头松干蚧雌成虫的基因组 DNA 进行 RAPD-
PCR 扩增，试验设计 3 次重复。扩增产物用 1. 2%
琼脂糖凝胶分离，电泳缓冲液为 0. 5 倍 TBE，取样品
DNA 8 μL 加入 2 μL 上样缓冲液，混匀后点入胶孔。
标准分子质量为 100 bp DNA Ladder，120 V 恒压电
泳 40 min，电泳结束后，0. 5 mg·L － 1的溴化乙锭
(EB)中染色 15 min，凝胶成像系统拍照记录。
1. 5 数据分析
对于凝胶成像系统记录的 RAPD 图谱，根据
DNA Marker 计算不同扩增片段的分子质量大小，同
一引物的扩增产物在琼脂糖凝胶电泳中迁移率相同
的条带被认为是同源的，属于同一位点的条带，按清
晰可见的强带或反复出现的弱带记为 1、无记为 0，
形成 二 元 数 据。应 用 Popgene 32 软 件 计 算
Shannons 信息指数及群体间遗传距离等。使用
NTSYS2. 10e 计算种群间的遗传相似系数，并根据
其相似性系数用 UPGMA 法进行聚类分析。
2 结果与分析
2. 1 基因组 DNA 提取结果
用本研究优化所得方法提取松干蚧雌成虫的基
因组 DNA，提取的样品经琼脂糖凝胶电泳检测，结
果表明 (图 1 ): 基因组 DNA 分子质量约为 9 416
bp，DNA 带型整齐，无扩散或弥散现象，无明显的
RNA 污染，同时也未见因漩涡操作而留下机械切割
痕迹。说明该方法提取效果较好，提取出来的 DNA
可满足 RAPD 研究的需要。
2. 2 RAPD 反应条件的优化结果
选用松干蚧雌成虫基因组 DNA 和 4 条随机引
图 1 酚 /氯仿法提取的基因组 DNA 的电泳检测
Fig. 1 Electrophoretogram of genomic DNA
extracted with phenol / chloroform method
M: λ-Hind Ⅲ digest DNA marker;
1 － 16: 16 头山东青岛松干蚧雌成虫 Individuals of
pine bast scale female adults from SDQD．
物为优化材料，根据表 2 因素水平设计，分别对随机
引物浓度、模板 DNA 浓度以及退火温度进行优化。
图 2 为退火温度为 32 ℃时 4 条随机引物的 RAPD-
PCR 扩增条带，图 3 为退火温度为 36 ℃时的扩增条
带，退火温度为 34 ℃时 4 条随机引物均未检测出扩
增条带。比较图 2 和图 3 可知，当退火温度为 32 ℃
时，RAPD-PCR 扩增条带更清晰、更稳定。因此，选
择松干蚧雌成虫 RAPD 反应的退火温度为 32 ℃。
比较图 2 中 4 条随机引物产生的扩增条带，综合考
虑结 果 与 成 本，对 于 随 机 引 物 S500，S1415，
11N010145 和 11N010146，随机引物和模板 DNA 的
量分别选择 0. 4 和 1. 5 μL、1. 0 和 1. 0 μL、0. 8 和
1. 5 μL 以及 0. 4 和 1. 5 μL。
2. 3 RAPD-PCR 扩增结果
采用 4 条随机引物分别对 ZJJH、SDQD、LNFS
松干蚧 3 个地理种群各 15 头雌成虫的基因组 DNA
进行 RAPD 扩增，试验设计 3 次重复，扩增条带的分
子质量均集中在 200 ～ 2 000 bp(部分扩增图谱见图
4 ～ 6)。带型表明松干蚧雌成虫 3 个地理种群间及
种群内不同个体间多态性普遍存在。重复 1 共检
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第 12 期 杨 钤等: 日本松干蚧 3 个地理种群的遗传分化
图 2 退火温度为 32 ℃时 4 条随机引物扩增效果检测
Fig. 2 RAPD patterns amplified with the 4 random primers in annealing temperature 32 ℃
M: 100 bp DNA ladder; 1—5: 随机引物为 1. 0 μL，模板 DNA 分别为 0. 2，0. 4，0. 6，0. 8 和 1. 0 μL; 6—10: 随机引物为 1. 5 μL，
模板 DNA 分别为 0. 2，0. 4，0. 6，0. 8 和 1. 0 μL; 11—15: 随机引物为 2. 0 μL，模板 DNA 分别为 0. 2，0. 4，0. 6，0. 8 和 1. 0 μL。
下同。
1 － 5: 1. 0 μL random primers and the volume of genomic DNA are 0. 2，0. 4，0. 6，0. 8 and 1. 0 μL，respectively; 6 － 10: 1. 5 μL
random primers and the volume of genomic DNA are 0. 2，0. 4，0. 6，0. 8 and 1. 0 μL，respectively; 11 － 15: 2. 0 μL random primers
and the volume of genomic DNA are 0. 2，0. 4，0. 6，0. 8 and 1. 0 μL，respectively． The same below．
图 3 退火温度为 36 ℃时 4 条随机引物扩增效果检测
Fig. 3 RAPD patterns amplified with 4 random primers in annealing temperature 36 ℃
测到 108 个位点，其中多态性位点 108 个，多态性位
点比率为 100% ; 重复 2 共检测到 99 个位点，其中多
态性位点 99 个，多态性位点比率为 100% ; 重复 3 共
检测到 118 个位点，其中多态性位点 118 个，多态性
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林 业 科 学 49 卷
图 4 重复 1 中随机引物 11N010145 对 LNFS
15 头松干蚧雌成虫基因组 DNA 的扩增
Fig. 4 RAPD patterns of genomic DNA of 15 individuals of pine bast
scale female adults from LNFS amplified with primer
11N010145 in replicate 1
M: 100 bp DNA ladder; 1—15: LNFS15 头松干蚧雌成虫
15 individuals of pine bast scale female adults from LNFS．
图 5 重复 2 中随机引物 S500 对 ZJJH15 头松干
蚧雌成虫基因组 DNA 的扩增
Fig. 5 RAPD patterns of genomic DNA of 15 individuals
of pine bast scale female adults from ZJJH amplified
with primer S500 in replicate 2
M: 100 bp DNA ladder; 1—15: ZJJH15 头松干蚧雌成虫
15 individuals of pine bast scale female adults from ZJJH．
图 6 重复 3 中随机引物 S500 对 ZJJH15 头松干
蚧雌成虫基因组 DNA 的扩增
Fig. 6 RAPD patterns of genomic DNA of 15 individuals
of pine bast scale female adults from ZJJH amplified
with primer s500 in replicate 3
M: 100 bp DNA ladder 1 － 15: 浙江金华 15 头松干蚧雌成虫
15 individuals of pine bast scale female adults from ZJJH．
位点比率为 100%。
2. 4 遗传多样性分析
3 次重复的 Shannons 信息指数和 Neis 基因多
样性指数(表 3)显示，群体水平上，重复 1、重复 2 和
重复 3 的有效等位基因数、Shannons 信息指数和
Neis 基因多样性指数遗传多样性最高的为 LNFS 松
干蚧种群，最低的为 SDQD 松干蚧种群。物种水平
上，3 次重复的遗传分化系数 ( G st ) 分别为0. 207 8，
0. 191 9和 0. 207 5，表明总的遗传变异中分别有
20. 78%，19. 19% 和 20. 75% 的变异存在于种群间，
79. 22%，80. 81% 和 79. 25% 的变异存在于种群内
(表 4)，此结果与 Neis 遗传分化一致。此外，3 次重
复计算所得的基因流分别为 1. 906 4，2. 105 3 和
1. 909 6(表 4)，表明种群之间有一定的基因交流。
表 3 松干蚧 3 个种群的遗传多样性分析①
Tab. 3 Analysis of genetic diversity of the three populations
种群
Populations
重复 1 Replicate 1 重复 2 Replicate 2 重复 3 Replicate 3
N a N e I h N a N e I h N a N e I h
ZJJH 1. 574 1 1. 172 4 0. 195 2 0. 117 1 1. 454 5 1. 141 5 0. 171 6 0. 102 3 1. 567 8 1. 180 4 0. 199 1 0. 120 7
SDQD 1. 351 9 1. 104 4 0. 114 8 0. 069 0 1. 444 4 1. 131 5 0. 141 6 0. 087 4 1. 381 4 1. 129 1 0. 135 1 0. 083 0
LNFS 1. 601 9 1. 241 4 0. 243 9 0. 153 3 1. 545 5 1. 206 6 0. 215 4 0. 134 2 1. 601 7 1. 246 5 0. 246 4 0. 155 4
平均 Mean 1. 509 3 1. 172 7 0. 184 6 0. 113 1 1. 481 5 1. 159 9 0. 176 2 0. 108 0 1. 517 0 1. 185 3 0. 193 5 0. 119 7
物种水平 Species level 2. 000 0 1. 191 9 0. 254 4 0. 142 8 2. 000 0 1. 169 4 0. 246 8 0. 133 6 2. 000 0 1. 206 2 0. 265 4 0. 151 0
①N a : 观察等位基因数 Observed number of alleles; N e : 有效等位基因数 Effective number of alleles; I: Shannons 多样性指数 Shannons
information index; h: Neis 基因多样性指数 Neis gene diversity
表 4 种群间的遗传分化①
Tab. 4 Analysis of genetic differentiation among populations
重复 1 Replicate 1 重复 2 Replicate 2 重复 3 Replicate 3
H t H s G st Nm H t H s G st Nm H t H s G st Nm
平均 Mean 0. 142 8 0. 113 1 0. 207 8 1. 906 4 0. 133 6 0. 107 9 0. 191 9 2. 105 3 1. 151 0 0. 119 7 0. 207 5 1. 909 6
标准差 SD 0. 013 2 0. 006 8 0. 008 5 0. 003 7 0. 014 6 0. 007 8
① H t: 种内基因多样性 Total gene diversity; H s : 种群内基因多样性 Gene diversity within populations; G st: 遗传分化系数 Coefficient of gene
differentiation; Nm : 基因流 Estimate of gene flow from G st
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第 12 期 杨 钤等: 日本松干蚧 3 个地理种群的遗传分化
2. 5 遗传一致度和遗传距离分析
由 3 次重复试验的 Neis 遗传一致度(表 5 上三
角值)和遗传距离(表 5 下三角值)可以看出: 重复
1 中 ZJJH 与 SDQD 的遗传距离为0. 040 7，ZJJH 与
LNFS 的遗传距离为0. 047 4，SDQD 与 LNFS 的遗传
距离为0. 065 0; 重复 2 中 ZJJH 与 SDQD 的遗传距
离为0. 035 5，ZJJH 与 LNFS 的遗传距离为0. 040 2，
SDQD 与 LNFS 的遗传距离为 0. 056 2; 重复 3 中
ZJJH 与 SDQD 的遗传距离为0. 044 9，ZJJH 与 LNFS
的遗传距离为0. 051 4，SDQD 与 LNFS 的遗传距离
为0. 067 3。上述结果表明松干蚧 3 个地理种群间
存在微小差异，并且 ZJJH 种群与 SDQD 种群有着很
近的亲缘关系。
表 5 松干蚧群体间 Neis 遗传一致度和遗传距离
Tab. 5 Neis measures of genetic identity and genetic distance between populations of pine bast scales
种群
Populations
重复 1 Replicate 1 重复 2 Replicate 2 重复 3 Replicate 3
ZJJH SDQD LNFS ZJJH SDQD LNFS ZJJH SDQD LNFS
ZJJH ＊＊＊＊ 0. 960 1 0. 953 7 ＊＊＊＊ 0. 965 1 0. 960 6 ＊＊＊＊ 0. 956 1 0. 949 9
SDQD 0. 040 7 ＊＊＊＊ 0. 937 1 0. 035 5 ＊＊＊＊ 0. 945 3 0. 044 9 ＊＊＊＊ 0. 934 9
LNFS 0. 047 4 0. 065 0 ＊＊＊＊ 0. 040 2 0. 056 2 ＊＊＊＊ 0. 051 4 0. 067 3 ＊＊＊＊
2. 6 聚类分析
通过 NTSYS2. 10e 计算个体间遗传相似系数，
并根据该系数建立 UPGMA 聚类分析图 (图 7)。3
次重复的总体趋势均显示 ZJJH 与 SDQD 亲缘关系
接近。
从基于 Neis 遗传距离建立的 UPGMA 聚类分
析图(图 8)可以看出: 3 次重复所得结果一致，均为
ZJJH 与 SDQD 先聚为一簇。这符合遗传距离的趋
势，并且与图 7 反映的趋势一致。
3 讨论
根据化石昆虫资料的研究证明，松干蚧是松树
上一类比较古老的昆虫，它们与松树有协同进化的
关系，对生态环境的适应性很强，从欧洲、亚洲到美
洲均有分布，其中某些种类是造成松林毁灭的害虫
(Koteja，1987; 1998; 2008)。松干蚧在过去的蚧虫
分类系统中一直属于古蚧类(Archeococcoidea)的珠
蚧科(Margarodidae)，但 Koteja(1987)根据对蚧虫
口器结构的研究已经将其从珠蚧科分离出来，独立
为松干蚧科，本科只有一个属，即松干蚧属，日本松
干蚧是其模式种，这一结果目前已经被世界蚧虫学
界普遍接受(Foldi，2004; Hodgson et al，2006)。在
20 世纪中叶，随着松干蚧在美国以及欧洲和地中海
地区的一些国家发生的加剧，对松干蚧的研究大量
增加。我国的松干蚧也是在此期间进入大流行阶
段，并被列为森林害虫检疫对象和重点防治害虫;尽
管在防治上投入了大量人力、物力和财力，但目前每
年仍有大面积的虫害发生。
笔者曾观察记录 ZJJH、SDQD、LNFS 3 个地理种
群各 30 头日本松干蚧雌成虫的形态特征。通过对
比发现: 3 个地理种群日本松干蚧雌成虫的腹节均
为 8 节，触角均为 9 节; 腺孔均在3 000个以上，且背
面分布多于腹面，越靠近腹部末端分布越多，在生殖
孔附近密集分布; 雌成虫触角上的刚毛数量在 ZJJH
种群约 65 根，SDQD 种群约 64 根，LNFS 种群约 66
根; 对于雌成虫足部跗节、胫节、腿节、转节和基节
上的刚毛数，ZJJH 种群依次为 10 ～ 11，17 ～ 24，9 ～
21，5 ～ 6，8 ～ 13 根，SDQD 种群分别为 10，20 ～ 24，
16 ～ 21，5 ～ 6，10 ～ 13 根，LNFS 种群分别为 7 ～ 8，
14 ～ 15，13 ～ 28，10 ～ 11，15 ～ 20 根; 雌成虫的背疤
都分布于第 2 ～ 8 腹节，并且在背面排列成横行，背
疤数量在 ZJJH 种群约 148 个，SDQD 种群约 151 个，
LNFS 种群约 153 个; 雌成虫的爪冠毛都是 2 根，在
ZJJH、SDQD 种群其长度不超过爪端，在 LNFS 种群
爪冠毛稍长于爪。由此可见，ZJJH 和 SDQD 2 个种
群雌成虫的形态特征更接近，这与本试验分子生物
学研究的结果一致。
杨平澜等(1976)认为当时我国发生的松干蚧
是日本松干蚧。此后，汤祊德(1978)把辽宁油松树
上的松干蚧定为一个新种即辽宁松干蚧，其主要依
据是: 辽宁松干蚧成虫“远小”于日本松干蚧; 日本
松干蚧雌成虫胸足跗冠毛长过爪端，辽宁松干蚧新
种的则短，长不达爪端; 第 1 龄若虫的尾毛和体长
之比、胸足胫节和跗节长之比不同; 雄成虫胸足跗
节数; 1 年发生代数表现为辽宁松干蚧 1 年 2 代，
日本松干蚧 1 年 1 代。随后，杨平澜(1979)对上述
5 点形态特征的描述进行了反驳，仍主张分布于我
国辽、鲁、江、浙的松干蚧均为日本松干蚧。近年来，
我国尚无相关方面确定性的报道，这对害虫的科学
管理造成困惑; 因为利用松干蚧性信息素和其他化
学信息等手段进行害虫的监测、预报和防治，都需要
准确的物种信息。
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林 业 科 学 49 卷
图 7 3 个地理种群 45 头雌成虫的 UPGMA 聚类分析图
Fig. 7 UPGMA dendrograms of 45 individuals of female adults from 3 populations
近年来，随着分子生物学的发展，为昆虫分类提
供了新的技术 ( De Leon et al．，2010; Hille et al．，
2005; Hoy et al．，2000)，Booth 等(2006)根据分子生
物学证据，结合形态学特征，重新评估松干蚧属的北
美种和亚洲种，认为分布于美国东部的松干蚧
( M． resinosae ) 和 分 布 于 韩 国 的 松 干 蚧
(M． thunbergianae)都是日本松干蚧的同物异名，即
它们都是同一物种。这为解决我国松干蚧的分布和
49
第 12 期 杨 钤等: 日本松干蚧 3 个地理种群的遗传分化
图 8 3 个地理种群的 UPGMA 聚类分析
Fig. 8 UPGMA dendrograms of three geographical populations
物种问题提供了借鉴。目前，应用于昆虫系统演化
及分类的分子标记技术主要有限制性片段长度多态
性(RFLP)、数目可变串联重复多态性(VNTR)、随
机扩增多态性 DNA(RAPD)。考虑到日本松干蚧虫
体小、基因组 DNA 含量少、遗传背景不清楚的特点，
本研究选择了对模板 DNA 要求不高的 RAPD 技术，
研究 LNFS、SDQD 和 ZJJH 3 个代表性的地理种群的
遗传多样性，可为我国的松干蚧物种问题提供分子
生物学证据。
笔者的研究结果表明，3 个地理种群的 Neis 遗
传距离均小于 0. 1，因此 3 个地理种群中的松干蚧
属于同一虫种，分布于 LNFS 的松干蚧也应该是日
本松干蚧。根据聚类分析，SDQD 种群与 ZJJH 种群
在 2 次重复中都先聚集在一起，说明 2 种群之间的
亲缘关系较近，由此推测 ZJJH 的日本松干蚧极有可
能是从山东青岛扩散蔓延过去的，这一结果与日本
松干蚧在 20 世纪侵入我国初期，同时暴发于山东烟
台地区和辽宁旅顺地区的情况相吻合。
松干蚧属共有 20 多种，除了日本松干蚧之外，
还有分布在英国、法国、德国等 17 个国家的英国松
干蚧 ( M． pini )，分 布 在 德 国 的 德 国 松 干 蚧
(M． mugo)，分布在以色列、约旦、地中海东部的克
里特岛和塞浦路斯等 6 个国家和地区的以色列松干
蚧 ( M． josephi )，分布在俄罗斯的苏联松干 蚧
(M． boratynskii)，分布在保加利亚、阿尔及利亚、西
班牙等 9 个国家的地中海松干蚧(M． feytaudi)等种
类。近年来欧洲一些国家正在研究以色列松干蚧、
地中海松干蚧和日本松干蚧的性信息素化学成分，
利用性激素对雄成虫进行引诱活性和林间诱捕试
验。同时，他们的研究还发现，一些捕食性天敌如花
蝽和草蛉等昆虫可以利用松干蚧的性激素作为信号
物质，定位和搜寻松干蚧，这在松干蚧的生物防治中
具有非常重要的意义 ( Branco et al．，2004; 2006)。
而我国在这些方面尚未开展研究，因此，本文的研究
结果为我国开展松干蚧生物防治提供了非常重要的
基础。
以前关于日本松干蚧 DNA 提取和遗传多样性
研究的报道很少，本研究中酚 /氯仿法对提取 DNA
进行改进，成功地提取了适合 RAPD-PCR 扩增的日
本松干蚧雌成虫基因组 DNA。与传统方法相比，该
方法直接用微量研磨棒在 1. 5 mL EP 管中对单头雌
成虫进行研磨，减少了基因组 DNA 的损耗。同时，
在离心的过程中降低了离心转速，缩短了离心时间，
减少了机械力对基因组 DNA 的破坏。由图 1 可看
出，由该方法提取的基因组 DNA 带型整齐，无拖尾、
无明显的扩散或弥散现象。此外，有报道指出
RAPD 技术重复性差，但本次研究中都设有重复，而
且 3 次重复所得结果一致，表明结果具有可信性。
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(责任编辑 朱乾坤)
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