全 文 ：第 wv卷 第 z期
u s s z年 z 月
林 业 科 学
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∂²¯1wv o‘²1z
∏¯ qou s s z
倍蚜种间亲缘关系及角倍蚜种群分化的 • „°⁄分析 3
杨子祥 陈晓鸣 冯 颖 张燕平
k中国林业科学研究院资源昆虫研究所 国家林业局资源昆虫培育与利用重点实验室 昆明 yxsuuwl
摘 要 } 从 ws条 • „°⁄随机引物中筛选了 tv条和 |条 o分别对 tt种倍蚜和角倍蚜 w个地理种群的 ⁄‘„进行 °≤•
扩增和分析 ∀结果表明 }倍蚜的遗传距离在不同属之间为 s1w{u { ? s1tzs { o不同种之间为 s1uxu s ? s1tz{ s o不同
亚种之间为 s1twz u ? s1szy w o聚类分析反映了倍蚜属间 !种间的亲缘关系及其远近程度 o与形态分类结果基本一
致 ~圆角倍蚜属与其他 v个属的差异明显 o可能是倍蚜中较早分化的类群 ∀角倍蚜不同种群间的遗传距离为
s1szx | ? s1svs u o种群间具有丰富的 ⁄‘„序列多态性并出现了一定程度的遗传分化 o造成这种分化的原因可能是
地理上的隔离 ∀
关键词 } 倍蚜 ~随机扩增多态性 ⁄‘„ ~亲缘关系 ~遗传距离 ~聚类分析
中图分类号 }≥zt{1z 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszlsz p ssww p sz
收稿日期 }ussx p tt p ut ∀
基金项目 }国家科技部基础性研究项目kusss⁄∞…tsssvxl资助 ∀
3 陈晓鸣为通讯作者 ∀承蒙中国科学院动物研究所乔格侠研究员鉴定部分倍蚜标本 o实验工作得到了王兵益 !陈航 !缪迎春 !刘娟 !和锐等
同志的热情帮助 o一并致谢 ∀
ΡΑΠ∆ Αναλψσισ οφ Πηψλογενετιχ Ρελατιονσηιπσιν Χηινεσε Γαλλνυτ Απηιδσ kΗοµοπτερα}
Πεµ πηιγιδαεl ανδ Γενετιχ ∆ιφφερεντιατιον ιν Φουρ Ποπυλατιονσ οφ Σχηλεχητενδαλια χηινενσισ
≠¤±ª¬¬¬¤±ª ≤«¨ ± ÷¬¤²°¬±ª ƒ ±¨ª ≠¬±ª «¤±ª ≠¤±³¬±ª
k Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Ρεσουρχε Ινσεχτσo ΧΑΦ ΚεψΛαβορατορψοφ ΡεσουρχεσΙνσεχτ Χυλτιϖατιον ανδ Υτιλιζατιον o Στατε Φορεστρψ Αδµινιστρατιον Κυνµινγ yxsuuwl
Αβστραχτ} ׫¨ • „°⁄ ·¨¦«±¬´∏¨ º¤¶∏¶¨§·² §¨·¨µ°¬±¨ ³«¼¯²ª¨ ±¨·¬¦µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶²© ≤«¬±¨ ¶¨ ª¤¯ ±¯∏·¤³«¬§¶¤±§ ª¨ ±¨·¬¦
§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²±¬±©²∏µ³²³∏¯¤·¬²±¶²© Σχηλεχητενδαλια χηινενσισo¤ °¤­²µ≤«¬±¨ ¶¨ ª¤¯ ±¯∏·¤³«¬§qtv ³µ¬°¨ µ¶¤±§| ³µ¬°¨ µ¶º¨ µ¨
¶¨¯¨ ¦·¨§©µ²° ws ³µ¬°¨ µ¶¤±§∏¶¨§·²¤°³¯¬©¼·«¨¬µª¨±²°¨ ⁄‘„ q׫¨ ª¨ ±¨ ·¬¦§¬¶·¤±¦¨¶¥¨·º¨ ±¨ ª¨ ±¨ µ¤o¶³¨¦¬¨¶¤±§¶∏¥¶³¨¦¬¨¶
¤µ¨ s1w{u { ? s1tzs { os1uxu s ? s1tz{ s os1twz u ? s1szy w oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q ⁄¨ ±§µ²ªµ¤° ¥¤¶¨§²± ‘¨¬. ¶ª¨ ±¨·¬¦§¬¶·¤±¦¨
§¬¶³¯¤¼¨ §·«¨ ³«¼¯²ª¨ ±¨·¬¦µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶²©§¬©©¨µ¨±··¤¬¤¤±§¤¯°²¶·¦²¬±¦¬§¨§º¬·«°²µ³«²¯²ª¬¦¤¯ ·¤¬²±²°¼q’∏µµ¨¶∏¯·¶∏ªª¨¶·¨§
·«¤··«¨µ¨ ¬¶¤§¬¶·¬±¦·§¬©©¨µ¨±¦¨ ¥¨·º¨ ±¨·«¨ Νυρυδεᤱ§²·«¨µ·«µ¨¨ª¨ ±¨ µ¤qŒ·°¤¼ ¥¨ ¬°³¯¬¨§·«¤··«¨ Νυρυδεα º¤¶·«¨ ©¬µ¶·
§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²± ªµ²∏³¤°²±ª≤«¬±¨ ¶¨ ª¤¯¯¤³«¬§¶q׫¨ ª¨ ±¨·¬¦§¬¶·¤±¦¨ ¤°²±ªw ³²³∏¯¤·¬²±¶²© Σ qχηινενσ鶬¶s1szx | ? s1svs u1
„ ¦¨µ·¤¬± ¬¨·¨±·ª¨ ±¨·¬¦√¤µ¬¤·¬²± ¤°²±ª·«¨ ³²³∏¯¤·¬²±¶«¤§ °¨¨ µª¨§¤±§¬·°¤¼¥¨ ¦¤∏¶¨§¥¼·«¨ ª¨²ªµ¤³«¬¦¤¯ ¬¶²¯¤·¬²±q
Κεψ ωορδσ} ≤«¬±¨ ¶¨ ª¤¯ ±¯∏·¤³«¬§¶~• „°⁄~³«¼¯²ª¨ ±¨ ·¬¦µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³~‘¨¬. ¶ª¨ ±¨·¬¦§¬¶·¤±¦¨ ~¦¯∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶
五倍子是倍蚜虫寄生在盐肤木 k Ρηυσ χηινενσισl !红麸杨 k Ρ q πυνϕαβενσισ √¤µq σινιχαl和青麸杨 k Ρ q
ποτανινιιl等的树叶上 o刺激叶组织细胞增生膨大而形成的虫瘿 ∀倍蚜属同翅目k‹²°²³·¨µ¤l o瘿绵蚜科
k°¨ °³«¬ª¬§¤¨ l o五节根蚜亚科 kƒ²µ§¬±¤¨ l ~ 我国的倍蚜被划分为 x 属 otw 种 k亚种l ∀其中角倍蚜
kΣχηλεχητενδαλια χηινενσισl是生产中利用最多的种 ∀该蚜所形成的角倍 o其产量约占我国五倍子总产量的
zx h k唐觉等 ot|xz ~向和 ot|{s ~张广学等 ot|||l ∀由于倍蚜体型微小 o生活周期复杂 o形态变异较大 o其分
类在学术界存在较大的争议k李治国等 oussvl ∀ • „°⁄技术能够简单 !快速地检测生物间的遗传差异 o其所需
的 ⁄‘„材料极少 o对于研究蚜虫这样的微小昆虫十分有利k龚鹏等 ousstl o• „°⁄技术已被应用于蚜虫的种
类鉴定 !生物型识别和遗传变异研究k…¯¤¦®Œ∂ ετ αλqot||ul o但在倍蚜的研究方面 o还没有相关的报道 ∀
五倍子是生产可溶性单宁酸 !没食子酸和焦性没食子酸等化工产品的重要原料 o在医药 !纺织 !化工 !食
品 !环保和农业等行业中用途广泛 ~我国五倍子产量约占世界总产量的 |x h o五倍子不仅是我国重要的资源
昆虫产品和传统的出口商品 o其寄主植物还有绿化荒山 !保持水土的功效k赖永祺 ot|{zl ∀因此 o应用分子遗
传标记技术 o从 ⁄‘„水平研究倍蚜的亲缘关系和种群分化 o对于保护和合理利用这一生物资源具有重要意
义 ∀本研究采用 • „°⁄技术 o对 tt种倍蚜的亲缘关系和角倍蚜的 w个地理种群间的差异进行了分析研究 ∀
t 材料与方法
111 倍蚜样品采集与保存
供试倍蚜样品采集于四川 !陕西 !贵州和云南k表 tl ~角倍蚜实验种群系春季从四川峨眉引进 o在昆明温
室接种到夏寄主盐肤木上 o秋季倍子成熟后采集 ∀为保证样品来自不同的克隆 o在野外采集相隔 t1x °以
上 !接近成熟但尚未爆裂的倍子 o带回室内打开 o将孤雌胎生有翅或无翅成蚜转移到 t1x °离心管中 o无水
乙醇浸泡 op us ε 保存 ∀采集的样本总数约 uss份 o试验时随机抽取个体 ∀
表 1 供试样品 ≠
Ταβ .1 Σαµ πλεσ ανδ λοχαλιτψ οφ Χηινεσε γαλλνυτ απηιδσ υσεδ ιν τηισστυδψ
属名
Š¨ ±∏¶
样品名称
≥¤°³¯¨±¤°¨
寄主
‹²¶·
采集地点
²¦¤¯¬·¼
采集时间
׬°¨
代码
≤²§¨
倍蚜属 角倍蚜 Σ q χηινενσισ 盐肤木 Ρ q χηινενσισ 四川峨眉 ∞° ¬¨o≥¬¦«∏¤± ussw p s| „
Σχηλεχητενδαλια 云南昆明 Ž∏±°¬±ªo≠∏±±¤± ussw p ts …
贵州湄潭  ¬¨·¤±oŠ∏¬½«²∏ ussw p ts ≤
陕西西乡 ÷¬¬¬¤±ªo≥«¤±¬¬ ussw p s| ⁄
倍蛋蚜 Σ q πειταν 盐肤木 Ρ q χηινενσισ 四川峨眉 ∞° ¬¨o≥¬¦«∏¤± ussx p s{ ƒ
圆角倍蚜属 倍花蚜 Ν q σηιραιι 盐肤木 Ρ q χηινενσισ 四川峨眉 ∞° ¬¨o≥¬¦«∏¤± ussw p s{ Š
Νυρυδεα 红倍花蚜 Νq ψανονιελλα 盐肤木 Ρ q χηινενσισ 四川峨眉 ∞° ¬¨o≥¬¦«∏¤± ussx p s{ ‹
铁倍蚜属 肚倍蚜指名亚种 Κq ρηυσιχολα ρηυσιχολα 青麸杨 Ρ q ποτανινιι 四川仁寿 • ±¨¶«²∏o≥¬¦«∏¤± ussx p sy Œ
Καβυραγια 肚倍蚜蛋肚亚种 Κqρηυσιχολα οϖατιρηυσιχολα 青麸杨 Ρ q ποτανινιι 陕西西乡 ÷¬¬¬¤±ªo≥«¤¤±¬¬ ussx p sy 
肚倍蚜枣铁亚种 Κqρηυσιχολα ενσιγαλλισ 红麸杨 Ρ q πυνϕαβενσισ √¤µq σινιχα 四川峨眉 ∞° ¬¨o≥¬¦«∏¤± ussx p sy Ž
肚倍蚜蛋铁亚种 Κqρηυσιχολα οϖογαλλισ 四川峨眉 ∞° ¬¨o≥¬¦«∏¤± ussx p sy 
小铁枣蚜属 红小铁枣倍蚜 Μq ελονγαλλισ 红麸杨 Ρ q πυνϕαβενσισ √¤µq σινιχα 四川峨眉 ∞° ¬¨o≥¬¦«∏¤± ussx p sy 
Μειταναπηισ 黄小铁枣倍蚜 Μq φλαϖογαλλισ 四川峨眉 ∞° ¬¨o≥¬¦«∏¤± ussx p sy ‘
米倍蚜 Μq µιχρογαλλισ 青麸杨 Ρ q ποτανινιι 陕西西乡 ÷¬¬¬¤±ªo≥«¤¤±¬¬ ussx p sy ’
≠云南昆明为角倍蚜试验种群 ∀ ∞¬³¨µ¬° ±¨·¤¯ ³²³∏¯¤·¬²±¬¶¬± Ž∏±°¬±ªo ≠∏±±¤±q
112 倍蚜基因组 ∆ΝΑ的提取
从 tt种倍蚜和角倍蚜 w个地理种群样品中抽取 tty份样品 o采用修改后的蛋白酶 Ž法提取倍蚜的基因
组 ⁄‘„ k田英芳等 ot||| ~杨子祥等 oussx ~ussyl o测定 ⁄‘„的浓度和纯度 o采用琼脂糖电泳检测 ⁄‘„的完
整性 op us ε 保存备用 ∀
113 ∆ΝΑ扩增
°≤• 反应体系为 us ˏo其中含 t ≅ ¥∏©©¨µou1x °°²¯#pt ª≤¯ u os1x °°²¯#pt §‘×° k³µ²°¨ ª¤l ou˜ פ´ 酶
k³µ²°¨ ª¤l oyy ±ª引物k上海 ≥¤±ª²±l ot ˏ模板 ⁄‘„ o加入 §§‹u ’ 至 us ˏ∀扩增在 p °×≤ uss ⁄‘„扩增仪
上进行 o条件为 }|w ε x °¬±o后进行 ws个循环 o即 |w ε t °¬± !vy ε t °¬± !zu ε u °¬±o最后于 zu ε 延伸 ts
°¬±o保存于 w ε ∀在种间水平上 o每个种扩增 { ∗ ts头个体 ∀在角倍蚜种群水平上 o每个种群检测 w个个
体 o用倍蛋蚜作外类群 ∀
114 产物检测
将扩增后的 ⁄‘„在 t1x h的琼脂糖凝胶上电泳 o上样量为 u1s ˏo电压为 v ∂#¦°pt o时间为 |s °¬±o电泳
缓冲液为 t ≅ ׅ∞~s1sx h ∞…染色 o˜∂° Š⁄≥ p {sss凝胶成像系统观察 !照相和分析 ∀用 Š¨ ±¨ • ∏¯ µ¨tss ¥³
⁄‘„ ¤§§¨µ°¯∏¶kƒ µ¨°¤±·¤¶l作为分子量的标准 ∀
115 数据统计与分析
根据分子量大小对扩增结果读带 o然后转变为可供计算机处理的 s p t数据k分别表示特定位点上的有
或无l ∀采用 °²³ª¨ ±¨ t1vt软件进行分析 o计算遗传距离k⁄l 和遗传一致性kŒl o遗传距离反映 u个群体在趋
异进化过程中发生等位基因替换位点的比例 o它代表所有位点上基因分化水平的平均值 o不同位点在群体间
的遗传距离各不相同 ~遗传一致性是指 u个群体间完全一致的基因所占的比例 k郑哲民等 ousssl ∀在  ª¨¤
v1t软件中用非加权成组配对法k˜°Š„l对群体进行聚类分析 ∀
xw 第 z期 杨子祥等 }倍蚜种间亲缘关系及角倍蚜种群分化的 • „°⁄分析
图 t 随机引物 ≥z扩增肚倍蚜同一克隆 w个
个体 ⁄‘„的电泳图谱
ƒ¬ªqt • „°⁄2°≤• ³µ²©¬¯¨ ¶²¥·¤¬±¨ §º¬·«³µ¬° µ¨≥z ¶«²º¬±ª
·«¨ √¤µ¬¤·¬²± ¤°²±ª·«¨ ª¨ ±²°¬¦⁄‘„ ²©·«¨ ©²∏µ¬±§¬√¬§∏¤¯¶
 }标准分子量 ⁄‘„ ¤§§¨µq下同 ∀׫¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º qŒt p Œw }肚倍
蚜指名亚种 Κq ρηυσιχολα ρηυσιχολα k׫¨ ¶¤°¨ ¦¯²±¨ l ~’ }米倍蚜
Μq µιχρογαλλισ~}肚倍蚜蛋铁亚种 Κq ρηυσιχολα οϖογαλλισ~ Ž}
肚倍蚜蛋肚亚种 Κq ρηυσιχολα οϖατιρηυσιχολα ~ ≤Ž}对照 ‘¨ª¤·¬√¨
¦²±·µ²¯ q
u 结果与分析
211 ΠΧΡ 反应体系的建立
为测试 °≤• 反应体系的稳定性 o先筛选出一条扩增条
带清晰 !多态性好的引物 ≥z o对肚倍蚜指名亚种同一克隆 w
个个体的 ⁄‘„进行扩增 o用同一属的 u个亚种和米倍蚜作
对照 ∀从图 t可以看出 }w个个体的带型基本相同 o分别在
vxs !{ss !t tss和 t xss ¥³处各有 w条清晰 !明亮的条带 ∀v
个对照的带型是 }肚倍蚜蛋铁亚种在 vxs !t tss和 t xss ¥³
与肚倍蚜指名亚种有共同的条带 o但缺少 {ss ¥³的明亮条
带 ~肚倍蚜蛋肚亚种在 vxs和 t xss ¥³与肚倍蚜指名亚种
有共同的条带 o但缺少 {ss !t tss ¥³的条带 ~米倍蚜与 v种
肚倍蚜指名亚种之间只有 vxs ¥³的共同条带 ∀这表明 }只
要引物合适 o采用本 °≤• 反应体系可以得到重复性和种间
特异性较好的结果 o以下的试验均采用此反应体系和条件 ∀
212 ∆ΝΑ扩增产物的电泳结果和分析
u1u1t tt种倍蚜间的 • „°⁄扩增结果 从 ws条引物中筛
选出 tv条条带清晰 !多态性较好的引物进行扩增 o共扩增
出了 uss个位点 o多态位点率为 tss h o平均每条引物扩增出 tx1w个位点 o片段大小为 tss ∗ v sss ¥³k表 ul ∀
表明 tt种倍蚜之间具有非常丰富的 ⁄‘„系列多态性 ∀
表 2 13 条随机引物序列及 11 种倍蚜的扩增结果
Ταβ .2 Τηε αµ πλιφιεδ ρεσυλτσ οφ 11 σπεχιεσ οφ Χηινεσε γαλλνυτ
απηιδσ βψ 13 ρανδοµ πριµερσ
引物号
°µ¬°¨ µ‘²q
序列kxχ p vχl
≥¨´ ∏¨±¦¨kxχ p vχl
条带数
ײ·¤¯ ¥¤±§¶
引物号
°µ¬°¨ µ‘²q
序列kxχ p vχl
≥¨´ ∏¨ ±¦¨kxχ p vχl
条带数
ײ·¤¯ ¥¤±§¶
≥y ׊≤×≤׊≤≤≤ tw ≥yu Š×Š„ŠŠ≤Š×≤ tx
≥z ŠŠ×Š„≤Š≤„Š us ≥y{ ׊Š„≤≤ŠŠ×Š tv
≥{ Š×≤≤„≤„≤ŠŠ tv ≥{{ ×≤„≤Š×≤≤„≤ tt
≥ut ≤„ŠŠ≤≤≤××≤ tz ≥tsv „Š„≤Š×≤≤„≤ t|
≥uu ׊≤≤Š„Š≤׊ t{ ≥tt{ Š„„×≤ŠŠ≤≤„ us
≥wv Š×≤Š≤≤Š×≤„ t{ ≥vsw ≤≤Š≤ׄ≤≤Š„ {
≥w{ Š×Š×Š≤≤≤≤„ tw ײ·¤¯ uss
表 3 9 条随机引物序列及角倍蚜 4 个地理种群的扩增结果
Ταβ .3 Τηε αµ πλιφιεδ ρεσυλτ οφ 4 ποπυλατιον οφ Σ . χηινενσισ
βψ 9 ρανδοµ πριµερσ
引物号
°µ¬°¨ µ‘²q
序列kxχ p vχl
≥¨´ ∏¨±¦¨kxχ p vχl
条带数
ײ·¤¯ ¥¤±§¶
引物号
°µ¬°¨ µ‘²q
序列kxχ p vχl
≥¨´ ∏¨ ±¦¨kxχ p vχl
条带数
ײ·¤¯ ¥¤±§¶
≥y ׊≤×≤׊≤≤≤ tw ≥zs ׊×≤׊ŠŠ×Š tt
≥z ŠŠ×Š„≤Š≤„Š tz ≥tsv „Š„≤Š×≤≤„≤ ty
≥{ Š×≤≤„≤„≤ŠŠ tw ≥vsw ≤≤Š≤ׄ≤≤Š„ tw
≥uu ׊≤≤Š„Š≤׊ tx ≥vsy „≤Š≤≤„Š„ŠŠ tz
≥w{ Š×Š×Š≤≤≤≤„ tx ײ·¤¯ tvv
电泳图谱显示 }属间带型差异明
显 o共有条带较少 ~属内一般具有相
同的主带 o共有条带较多 ∀如引物
≥tsv的扩增结果是角倍蚜和倍蛋蚜
在 wss和 t tss ¥³有共同的条带 o与
肚倍蚜枣铁亚种没有共有带k图 u¤l ~
引物 ≥uu的扩增结果是倍花蚜 !红倍
花蚜在 wss !xxs !|ss !t uss和t wss ¥³
有共同的条带 o与肚倍蚜枣铁亚种仅
在 |ss和 t wss ¥³有共同的条带k图
u¥l o这 u个条带可以看作这 u个属间
的共有条带 ~引物 ≥yu的扩增结果是黄小铁枣倍蚜和米倍蚜在 wss !{ss !t wss和 t {ss ¥³有共同的条带 o与
红小铁枣倍蚜在 wss !{ss ¥³处有共同的条带k图 u¦l o即本属的 v个种有 u条共有条带 ~引物 ≥wv的扩增结果
是肚倍蚜指名亚种 !肚倍蚜蛋肚亚种 !肚倍蚜蛋铁亚种在 yss !|ss和 t vss ¥³有共同的条带k图 u§l ∀
u1u1u 角倍蚜 w个不同地理种群的 • „°⁄扩增结果 从 ws条引物中筛选出 |个条带清晰 !多态性较好的引
物进行扩增 o共扩增出了 tvv个位点 o其中多态位点 vy个 o多态位点率为 uz1z h o平均每条引物扩增出 tw1z
个位点 o片段大小为 uxs ∗ u {ss ¥³k表 vl ∀
电泳图谱显示 }角倍蚜 w个地理
种群具有非常相似的带型 o它们与倍
蛋蚜k外类群l的带型则明显不同 ∀引
物 ≥w{的扩增结果 ow个地理种群在
wss !yxs和 {ss ¥³有共同的条带 o仅
在一些弱带上有差别k图 vl ~倍蛋蚜
k外类群l虽在 wss !yxs和 {ss ¥³处与
角倍蚜有共同的条带 o但 {ss ¥³处的
yw 林 业 科 学 wv卷
图 u 不同引物扩增的 ⁄‘„电泳图谱
ƒ¬ªqu • „°⁄ ³µ²©¬¯¨ ¶²¥·¤¬±¨ §º¬·«√¤µ¬²∏¶³µ¬° µ¨
¤} }引物 ≥tsv °µ¬° µ¨≥tsv ~∞t p ∞ts }角倍蚜 Σ q χηινενσισ~ƒt p ƒts }倍蛋蚜 Σ q πειταν ~
t p w }肚倍蚜枣铁亚种 Κq ρηυσιχολα ενσιγαλλισq¥} }引物 ≥uu °µ¬°¨ µ≥uu ~t p y }肚倍
蚜枣铁亚种 Κq ρηυσιχολα ενσιγαλλισ~Št p Š| }倍花蚜 Νq σηιραιι ~ ‹t p ‹{ }红倍花蚜 Ν q
ψανονιελλα q¦} }引物 ≥yu °µ¬°¨ µ≥yu ~ t p { }红小铁枣倍蚜 Μq ελονγαλλισ~‘t p ‘{ }
黄小铁枣倍蚜 Μq φλαϖογαλλισ~ ’t p ’{ }米倍蚜 Μq µιχρογαλλισq§} }引物 ≥wv °µ¬°¨ µ
≥wv qŒt p Œ{ }肚倍指名亚种 Κq ρηυσιχολα ρηυσιχολα ~ Žt p Ž{ }肚倍蚜蛋肚亚种 Κq
ρηυσιχολα οϖατιρηυσιχολα ~t p { }肚倍蚜蛋铁亚种 Κq ρηυσιχολα οϖογαλλισq
条带亮度较弱 o且在 t svt !t uss和 t xss
¥³还有 v个条带 ∀
213 遗传距离和聚类分析
u1v1t 倍蚜种间遗传距离和聚类分析
从表 w 看出 }倍蚜种间的遗传距离介于
s1syw t ∗ s1zuy |之间 o平均值为s1wux u o
可见 tt个种之间存在较大的遗传差异 ~
其中遗传距离在不同属之间为s1w{u { ?
s1tzs { o不同种之间为s1uxu s ? s1tz{ s o
不同亚种之间为s1twz u ? s1szy w o在角
倍蚜种群间为 s1szx | ? s1svs uk表 xl ∀
随着分类地位的接近 o遗传距离逐渐减
小 ~其中肚倍蚜的 w个亚种具有很高的
遗传一致性 o其平均遗传距离为 s1tw| y o
远远小于 tt 个种间的平均遗传距离
s1wux u o这与将它们调整为种下分类单元
的结论相符合 k张广学等 ot|||l ∀
从聚类图k图 wl可以看出 }tt种倍蚜
聚集成 u类 o圆角倍蚜属的倍花蚜和红倍
花蚜聚集成 t类 o其余 |种倍蚜聚集成另
一类 o反映了它们在虫瘿类型上的差异 ∀
倍花蚜和红倍花蚜的虫瘿具有多重分枝 o
整个倍体呈花状 o其他 |种倍蚜的虫瘿为
枣状 !梨状或球状 o暗示它们可能存在不
同的起源 ~此结果与 «¤±ª等kt|||l认为
圆角倍蚜属是首先分化的类群相符合 ∀
在另一分支中 o肚倍蚜蛋肚亚种和肚倍蛋
铁亚种首先聚在一起 o后依次和肚倍蚜指
名亚种 !肚倍枣铁亚种聚成 t类 o显示了
它们极为相近的亲缘关系 ~黄小铁枣倍
图 v 随机引物 ≥w{扩增角倍蚜 w个地理种群 ⁄‘„
的电泳结果
ƒ¬ªqv • „°⁄ ³µ²©¬¯¨ ¶²¥·¤¬±¨ §º¬·«³µ¬°¨ µ≥w{ ¶«²º¬±ª·«¨ √¤µ¬¤·¬²±
¤°²±ª·«¨ ª¨ ±²°¬¦⁄‘„ ²©·«¨ ©²∏µª¨²ªµ¤³«¬¦³²³∏¯¤·¬²±¶
„t p „w }峨眉种群 ∞° ¬¨o≥¬¦«∏¤±~…t p …w }试验种群k昆明l
∞¬³¨µ¬°¨ ±·¤¯ ³²³∏¯¤·¬²± kŽ∏±°¬±ªl ~≤t p ≤w }西乡种群 ÷¬¬¬¤±ªo
≥«¤¤±¬¬~⁄t p ⁄w }湄潭种群  ¬¨·¤±oŠ∏¬½«²∏~ƒt p ƒw }倍蛋
k外类群l Σ q πειταν k’∏·2ªµ²∏³l q
蚜和米倍蚜聚成 t支 o然后和红小铁枣倍蚜聚成 t类 o显
示了它们同为同一属的亲缘关系 ~角倍蚜与倍蛋蚜在较
远的分枝上聚在一起 o表明它们虽属于同一个属 o但遗传
差异较大 ~上述 |种倍蚜在聚类图上最终相聚 o暗示着它
们可能存在共同的起源 ∀总体上看 }倍蚜同属的各个种
都聚集在一起 o聚类结果与形态分类结果基本一致 o即本
研究从 ⁄‘„水平上为倍蚜的现行分类体系提供了新的证
据 ∀
u1v1u 角倍蚜 w个种群间的扩增结果 分析表明 }峨眉
种群与试验种群的遗传距离最小ks1svx xl o与陕西西乡
种群和贵州湄潭种群的遗传距离依次增大ks1sxw u和
s1s|x sl ∀这 w个地理种群与外类群的遗传差异明显 o其
平均遗传距离为 s1w|v yk表 yl ∀ «¤±ª等kusssl采用
• „°⁄技术对蚜虫不同分类阶元的研究结果是种间的遗
传距离为 s1u|z x ? s1syu z o同种的不同种群间为 s1swv v ? s1suu u ∀表 y说明角倍蚜 w个种群间的遗传
zw 第 z期 杨子祥等 }倍蚜种间亲缘关系及角倍蚜种群分化的 • „°⁄分析
表 4 11 种倍蚜非偏差遗传距离( ∆)(下三角)和遗传一致性(Ι)(上三角) ≠
Ταβ .4 Νει. σ γενετιχ διστανχε (βελοω διαγοναλ) ανδ γενετιχ ιδεντιτψ (αβοϖε διαγοναλ) αµ ονγ 11 σπεχιεσ οφ Χηινεσε
γαλλνυτ απηιδσ γενερατεδ βψ Ρ ΑΠ∆
编号 ‘²q t u v w x y z { | ts tt
t ) s1yv{ | s1xvx u s1w|| u s1yyt | s1yyx w s1zts z s1yxy z s1yx| { s1zss w s1zxz {
u s1ww{ s ) s1xtz u s1xs| u s1x|w w s1ytu v s1ywy s s1ytt t s1ytt { s1ysx | s1yys x
v s1yux u s1yx| v ) s1|vz x s1xsv t s1w{v w s1xtz w s1w{y u s1xut v s1xv{ s s1xvv t
w s1y|w z s1yzw { s1syw x ) s1xtz w s1w|x y s1xu{ x s1xsw z s1xts v s1xxu w s1xwv x
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ts s1vxy t s1xst s s1yt| | s1x|v w s1uzv u s1u|u z s1uxs | s1u{s x s1v|w | ) s1|u| y
tt s1uzz w s1wtw { s1yu| s s1ys| z s1uuu u s1usx z s1t{z x s1ust y s1uz| y s1szv s )
≠ t }角倍蚜 Σ q χηινενσισ~u }倍蛋蚜 Σ q πειταν ~v }倍花蚜 Ν q σηιραιι ~w }红倍花蚜 Ν q ψανονιελλα~x }肚倍蚜指名亚种 Κq ρηυσιχολα
ρηυσιχολα ~y }肚倍蚜蛋肚亚种 Κq ρηυσιχολα οϖατιρηυσιχολα ~z }肚倍蚜枣铁亚种 Κqρηυσιχολα ενσιγαλλισ~{ }肚倍蚜蛋铁亚种 Κqρηυσιχολα οϖογαλλισ~
| }红小铁枣蚜 Μq ελονγαλλισ~ts }黄小铁枣蚜 Μq φλαϖογαλλισ~tt }米倍蚜 Μq µιχρογαλλισq
表 5 倍蚜不同分类阶元之间的遗传距离( ∆) 和遗传一致性(Ι) ≠
Ταβ .5 Γενετιχ διστανχε ανδ γενετιχ ιδεντιτψ αµ ονγ διφφερεντ ταξονοµιχ
ταξα οφ Χηινεσε γαλλνυτ απηιδσ
分类阶元 פ¬²±²°¬¦·¤¬¤ ∆ Ι
种群 p种群 °²³∏¯¤·¬²±2³²³∏¯¤·¬²± s1szx | ? s1svs u s1|uz u ? s1suz |
亚种 p亚种 ≥∏¥¶³¨¦¬¨¶2¶∏¥¶³¨¦¬¨¶s1twz u ? s1szy w s1{zx u ? s1s{t w
种 p种 ≥³¨¦¬¨¶2¶³¨¦¬¨¶ s1uxy v ? s1uzt u s1z{{ u ? s1utt t
属 p属 Š¨ ±∏¶2ª¨ ±∏¶ s1xw{ { ? s1tvz w s1x{v { ? s1s{t |
≠ s1|uz u ? s1suz |kŒl }角倍蚜 Σ qχηινενσισq
距离为s1szx | ? s1svs u o略大于同
种的不同种群间的平均值 o但小于种
之间的平均值 ∀表明角倍蚜的不同种
群间存在着遗传分化 o但其分化尚处
于种群水平 ∀
聚类图直观地显示了种群间的遗
传差异和分化程度 ∀峨眉种群与试验
种群首先聚成一类 o这与试验种群系
表 6 角倍蚜 4 个地理种群的非偏差遗传距离(∆)(下三角)
和遗传一致性(上三角) ≠
Ταβ .6 Νει. σ γενετιχ ιδεντιτψ (αβοϖε διαγοναλ) ανδ γενετιχ διστανχε (βελοω διαγοναλ)
αµ ονγ διφφερεντ γεογραπηιχαλ ποπυλατιονσ οφ Σ . χηινενσισ γενερατεδ βψ Ρ ΑΠ∆
编号 ‘²q „ … ≤ ⁄ ƒ
„ s1|yx t s1|wz v s1|s| w s1yvw {
… s1svx x s1|uy z s1{{x x s1yuu s
≤ s1sxw u s1szy t s1|u| w s1ysv |
⁄ s1s|x s s1tut y s1szv u s1x{u u
ƒ s1wxw x s1wzw z s1xsw v s1xws |
≠ „ } 四川峨眉 ∞° ¬¨o ≥¬¦«∏¤±~ …} 试验种群 k昆明 l ∞¬³¨µ¬° ±¨·¤¯ ³²³∏¯¤·¬²±
kŽ∏±°¬±ªl ~≤ }陕西西乡 ÷¬¬¬¤±ªo≥«¤¤±¬¬~⁄}贵州湄潭  ¬¨·¤±oŠ∏¬½«²∏~ƒ }倍蛋蚜k外
类群l Σ q πειταν k’∏·2ªµ²∏³l
从峨眉引种相符合 o然后依次和陕西
西乡种群和贵州湄潭种群相聚 o最后
才与外类群汇合k图 xl ∀可见角倍蚜
的地理种群间已经出现了一定程度的
遗传分化 o造成这种分化的原因可能
是地理上的隔离 ∀陕西 !四川 !贵州和
云南是我国倍蚜的起源和分布中心
k张广学等 ot|||l o其最初的分布可能
是连续的 o后来由于气候和寄主分布
的变化 o使得角倍蚜的分布不再连续 o
基因交流受阻 o种群间产生了分化 ∀
四川与陕西接壤 o其种群分化较晚 o因而遗传差异较小 o而贵州湄潭与陕西西乡距离较远 o种群分化较早 o其
间还有长江的阻隔 o因而遗传差异较大 ∀
v 结论与讨论
311 分子数据与形态数据的结果基本一致
从 • „°⁄研究结果看 o倍蚜 w个属间的差异明显k其平均遗传距离为 s1w{u {l o这与形态分类的结果基本
一致 ∀但属下各种的亲缘关系的分子数据与形态分类并不完全一致 o除倍蚜属外 o另外 v个属内的各个种间
的遗传差异较小 ~圆角倍蚜属的倍花蚜与红倍花蚜的遗传距离为s1syw | o小铁枣蚜属的黄小铁枣倍蚜与米
倍蚜的遗传距离分别为 s1szy u o并在聚类图上先后聚成了 t类 o显示它们之间很近的亲缘关系和较高的遗
传一致性 o参照铁倍蚜属的分类模式和前人的研究结果k张广学等 ot||| ~«¤±ª ετ αλqousssl o将它们分别调
整为种下分类单元似乎更为合理 ∀
{w 林 业 科 学 wv卷
图 w tt种倍蚜的 ˜°Š „聚类树状图
ƒ¬ªqw ⁄¨ ±§µ²ªµ¤° ²© ˜°Š „ ¦¯∏¶·¨µ¬±ª¥¤¶¨§²± ª¨ ±¨ ·¬¦§¬¶·¤±¦¨¶¤°²±ªtt ¶³¨¦¬¨¶²© ≤«¬±¨ ¶¨ ª¤¯ ±¯∏·¤³«¬§¶
图 x 角倍蚜不同地理种群的 ˜°Š „聚类树状图
ƒ¬ªqx ⁄¨ ±§µ²ªµ¤° ²© ˜°Š „ ¦¯∏¶·¨µ¬±ª¥¤¶¨§²± ª¨ ±¨ ·¬¦§¬¶·¤±¦¨¶¤°²±ªw ³²³∏¯¤·¬²±¶²© ≤«¬±¨ ¶¨ ª¤¯ ±¯∏·¤³«¬§¶
312 倍蚜对夏寄主树的选择与其亲缘关系没有明显的相关性
在传统的倍蚜分类中 o夏寄主的不同是倍蚜分类的依据之一 o并把寄生于盐肤木上的虫瘿称为/角倍0 o
寄生于红麸杨和青麸杨上的分别称/铁倍0和/肚倍0k赖永祺 ot|{zl o但这种差异在 • „°⁄分析时并不明显 ∀
黄小铁枣倍蚜和米倍蚜的夏寄主树分别为红麸杨和青麸杨 o但在聚类图上聚成了 t类 o其遗传一致性为
s1|u| y o相似性较高 o它们也许只是同 t个种的 u个寄主专化型 ∀相反 o角倍蚜和倍蛋蚜的夏寄主树都是盐
肤木 o却没有聚成 t类 o它们的遗传一致性只有 s1yv{ u o可见对夏寄主树的选择与倍蚜种间亲缘关系没有明
显相关性 ∀
313 角倍蚜种群的分化较为明显
角倍蚜 w个不同地理种群间具有较高的 ⁄‘„序列多态性和种群分化 o其生物学和繁殖习性有助于保持
种群间的遗传分化特性 ∀在年生活史中需要冬 !夏 u类寄主 o在夏寄主上形成五倍子 ~在其生活周期中 o雌
雄性蚜交配后 o每头雌蚜只产 t头干母 o干母爬到夏寄主树上寄生形成虫瘿k倍子l o并在虫瘿内营孤雌生殖
k张广学等 ot|{vl o这种有性世代与无性世代 o两性生殖与孤雌生殖交替的生活方式 o使倍蚜的遗传特性不致
于因为大量的孤雌生殖而丧失 o保持了种群内遗传多样性的稳定性 ∀
314 ΡΑΠ∆技术在倍蚜研究中的价值
形态分类直观 !简便 o容易操作 o仍是各种分类技术中的主导技术 ∀但是 o倍蚜微小 !形态变异大 o仅凭形
态特征分类常有较大的困难 ∀物种进化的本质是基因的进化 o以分子技术来研究倍蚜的亲缘关系和分类比
形态技术有优越性 ∀ • „°⁄技术具有很高的敏感性 o能检测出倍蚜种群间的微小差异 o因而非常适合于进行
相似种的识别和种群分化的研究 ∀但本研究仅仅考虑了扩增条带的位置和有无 o忽略了其他一些信息 ~倍
蚜分类只有综合应用形态学 !细胞学和分子遗传标记技术 o才能全面地反映其遗传变异和系统发育关系 ∀
|w 第 z期 杨子祥等 }倍蚜种间亲缘关系及角倍蚜种群分化的 • „°⁄分析
参 考 文 献
龚 鹏 o杨效文 o谭声江 o等 qusst1 分子遗传标记技术及其在昆虫科学中的应用 q昆虫知识 ov{kul }{y p |t
赖永祺 qt|{z1 五倍子丰产技术 q北京 }中国林业出版社 ot p yx
李治国 o杨文云 o夏定久 qussv1 中国五倍子研究现状 q林业科学研究 otykyl }zys p zyz
唐 觉 o蔡邦华 qt|xz1 贵州湄潭五倍子的研究 q昆虫学报 ozktl }tvt p tws
田英芳 o黄 刚 o郑哲民 o等 qt|||1 一种简易的昆虫基因组 ⁄‘„提取方法 q陕西师范大学学报 }自然科学版 ouzkwl }{u p {w
向 和 qt|{s1 中国青麸杨五倍子蚜虫的研究 q昆虫分类学报 oukwl }vsv p vtv
杨子祥 o冯 颖 o陈晓鸣 oussx1 一种有效的蚜虫基因组 ⁄‘„提取方法 q林业科学研究 ot{kxl }ywt p ywv
杨子祥 o陈晓鸣 o冯 颖 o等 qussy1 蚜虫基因组 ⁄‘„提取方法的改进 q昆虫知识 owvkyl }{{s p {{w
张广学 o乔格侠 o钟铁森 o等 qt|||1 中国动物志 }昆虫纲 tw卷 q同翅目 q纩蚜科 q瘿绵蚜科 q北京 }科学出版社 ot p uzv
张广学 o钟铁森 qt|{v1 中国经济昆虫志 }第 ux册 q同翅目 q蚜虫类k一l q北京 }科学出版社 ot p {s
郑哲民 o黄 刚 qusss1 螽 总科部份属种 • „°⁄带型变异的比较研究 q陕西师范大学学报 }自然科学版 ou{kvl }|y p ||
…¯¤¦®Œ∂ • ≤ o⁄∏× ¤¨∏‘ o°∏·¨µ®¤ Šo ετ αλqt||u1 ˜¶¨ ²©·«¨ µ¤±§²° ¤°³¯¬©¬¨§³²¯¼°²µ³«¬¦⁄‘„ ³²¯¼°¨ µ¤¶¨ ¦«¤¬±µ¨¤¦·¬²± k• „°⁄2°≤• l·² §¨·¨¦·⁄‘„
³²¯¼°²µ³«¬¶°¶¬± ¤³«¬§¶q…∏¯¯¨·¬± ∞±·²°²¯²ª¬¦¤¯ • ¶¨¨¤µ¦«o{u }txt p tx|
«¤±ª Š∏¤±ª¬∏¨ o≤«¨ ± ÷¬¤²¯¬±qt|||1 ≥·∏§¼ ²± ³«¼¯²ª¨ ±¼ ²© °¨ °³«¬ª¬§¤¨ k‹²°²³·¨µ¤}„³«¬§¬±¨ ¤l q„¦·¤ ∞±·²°²¯²ª¬¤≥¬±¬¦¤owukul }t p tt
«¤±ª≥∏©¤±ªo ≠¤±ª ÷¬¤²º ±¨ o ¤¬¶«¨ ±ªqusss1 „ ¶·∏§¼ ²± ª¨ ±¨ ·¬¦§¬¶·¤±¦¨ ¤°²±ª§¬©©¨µ¨±··¤¬¤²©¤³«¬§¶k‹²°²³·¨µ¤}„³«¬§²¬§¨¤l q∞±·²°²¯²ª¬¤≥¬±¬¦¤oz
kvl }uvx p uwu
k责任编辑 朱乾坤l
sx 林 业 科 学 wv卷