全 文 ：中国生态农业学报 2015年 4月 第 23卷 第 4期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Apr. 2015, 23(4): 465−472


* 国家科技支撑计划项目(2006BAD04A04-01)、苜蓿抗蚜新品种选育项目(036030)和安徽科技学院引进人才基金(ZRC2012326)资助
** 通讯作者: 贺春贵, 研究方向为作物及牧草抗虫育种。E-mail: Hechungui008@qq.com
武德功, 研究方向为作物抗虫育种、害虫生物防治。E-mail: wudegong118@163.com
收稿日期: 2014−10−08 接受日期: 2015−01−27
http://www.ecoagri.ac.cn
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.141147
绿色豌豆蚜不同地理种群的遗传多样性*
武德功1,2 杜军利1 贺春贵3** 刘长仲2
(1. 安徽科技学院农学院 凤阳 233100; 2. 甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/中−美草地畜牧业可持
续发展研究中心 兰州 730070; 3. 甘肃省农业科学院 兰州 730070)
摘 要 豌豆蚜是我国苜蓿上危害最为严重的害虫之一。利用微卫星标记研究了我国绿色型豌豆蚜 10个地理
种群的遗传相似性、基因分化、遗传距离与地理距离和海拔之间的关系及其基因结构。选取 15 对引物扩增
300 个个体, 共检测到 41 个多态性条带, 多态性条带百分率(PPB)为 100%。10 个豌豆蚜地理种群观测等位基
因数(Na)为 1.592 7, 有效等位基因数(Ne)为 1.356 9, Nei’s基因多样性指数为 0.206 6, Shannon-Wiener指数(I)为
0.307 6。新疆维吾尔自治区、陕西省、河南省种群的遗传多样性较高, 内蒙古自治区、山东省、青海省种群
相对较低。然而, 10个地理种群豌豆蚜(绿色型)的遗传分化较高(Gst=0.399 6)。种群聚类分析结果显示, 全部
豌豆蚜种群明显聚为两大类群, 山东省、河南省种群为一大类群, 其余为另一大类群。Mentel检测表明, 遗传
分化与地理距离、海拔无显著相关性。我国豌豆蚜种群具有非常丰富的遗传多样性, 应加强豌豆蚜的监测和
治理。
关键词 绿色豌豆蚜 地理种群 SSR 遗传多样性 聚类分析 基因结构
中图分类号: S433.3 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2015)04-0465-08
Genetic diversity of Acyrthosiphon pisum (green form) from different
geographical populations
WU Degong1,2, DU Junli1, HE Chungui3, LIU Changzhong2
(1. College of Agriculture, Anhui Science and Technology University, Fengyang 233100, China; 2. College of Pratacultural Science,
Gansu Agricultural University / Key Laboratory of Grassland Ecosystem, Ministry of Education / Sino-US Center for Sustainable
Grassland and Livestock Development, Lanzhou 730070, China; 3. Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070,
China)
Abstract Acyrthosiphon pisum is one of the most devastating pests of alfalfa (Medicago sativa L.) in China. Using mi-
cro-satellite markers, we studied the genetic similarity and genetic differentiation among the pest geo-populations, and their
relationships with genetic distance, geographical distance and elevation. We also evaluated genetic structure of ten A. pisum
(green form) populations in different regions of China (Beijing City, Inner Mongolia Autonomous Region, Ningxia Hui Autono-
mous Region, Xinjiang Uygur Autonomous Region, and Gansu, Shaanxi, Shandong, Henan, Shanxi and Qinghai Provinces). A
total of 41 (100%) polymorphic bands were detected using 15 pairs of SSR primers in 300 individuals across 10 populations. The
number of observed alleles (Na) per locus was 1.592 7 and that of effective alleles (Ne) was 1.356 9, with Nei’s genetic diversity
(H) of 0.206 6 and Shannon-Wiener diversity index (I) of 0.307 6. Populations from Xinjiang Uygur Autonomous Region,
Shaanxi Province and Henan Province showed strong genetic diversity. In contrast, genetic diversity of Mongolia Autonomous
Region, Shandong Province and Qinghai Province populations was much weak. Overall, there was a high genetic divergence
among the 10 A. pisum populations (Gst = 0.399 6). Based on cluster analysis, the 10 A. pisum populations were divided into two
distinct clusters. Cluster one (i) consisted of the populations from Shandong and Henan Provinces, while cluster two (ii) consisted
of the populations from Beijing City, Inner Mongolia Autonomous Region, Ningxia Hui Autonomous Region, Xinjiang Uygur
Autonomous Region, and Gansu, Shaanxi, Shanxi and Qinghai Provinces. Mantel-test analysis showed that genetic distance of A.
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pisum was no significantly correlated with geographic distance and elevation. As A. pisum (green form) population showed rela-
tively high genetic diversity in China, there was the need to strengthen monitoring and management of pea aphids.
Keywords Acyrthosiphon pisum (green form); Geographic population; SSR; Genetic diversity; Cluster analysis; Genetic
structure
(Received Oct. 8, 2014; accepted Jan. 27, 2015)
豌豆蚜 (Acyrthosiphon pisum Harris)是苜蓿
(Medicago sativa L.)上的重要害虫之一, 在世界各地
均有分布[1]。蚜虫多聚集在苜蓿的嫩茎、叶、幼芽
和花器各部位上吸取汁液, 被蚜虫危害的植株叶片
卷缩, 蕾和花变黄脱落, 并影响生长发育、开花结实
和牧草产量, 严重发生时, 田间植株成片枯死[2]。蚜
虫分泌的蜜露可以引起叶片发霉, 影响牧草的质量;
最为严重的是蚜虫传播苜蓿花叶病毒, 其造成的损
失远远超过蚜虫直接危害的损失[3]。
豌豆蚜的个体小、繁殖速度快, 具有复杂的生
活周期和生殖方式(有性生殖和孤雌生殖交替), 并
具有表型可塑性(多型现象), 与细菌有严格的共生
关系 [4−5], 与寄主植物有严格的特化关系 [6−7], 并且
由于环境条件改变和寄主选择压力的双重作用, 导
致种群遗传结构发生变化, 进而分化为不同的适应
性种群。研究探索豌豆蚜的种群遗传多样性, 有助
于进一步研究豌豆蚜系统演化、区域性成灾调控和
治理等, 具有重要的理论和实践意义。目前, 国际上
对豌豆蚜的分子生物学研究成为昆虫学领域研究的
热点之一。Simon 等 [6]研究了法国豌豆蚜在豌豆
(Pisum sativum Linn.)、苜蓿、三叶草(Trifolium repens
Linn.)上的基因专化性, Ferrari 等[8]进一步发现豌豆
蚜在 8种寄主植物上的基因分化, West[9]研究了豌豆
蚜在北美洲不同寄主及不同地理种群的遗传分化 ,
Peccoud 等[10]报道了豌豆蚜寄主专化型的分子分化;
国际蚜虫基因组联盟于 2010 年完成了豌豆蚜全基
因组序列的测定工作 , 同时《Insect Molecular Bi-
ology (昆虫分子生物学)》发表了一期专辑, 包含了
20 多篇对豌豆蚜基因组深入解读的文章 [11]。国内
2013年金娟等[12]报道了红色豌豆蚜 4个地理种群的
遗传多样性。豌豆蚜有红、绿 2 种色型, 其中红色
豌豆蚜仅分布于甘肃、青海、宁夏、新疆等地区, 而
绿色豌豆蚜在我国各地均有发生, 但对其研究相对
滞后, 近年对其种群动态、发生规律、生物学特性、
天敌捕食、寄主抗性有一些报道[13−18]; 关于绿色豌
豆蚜的分子生物学研究在国内尚少见报道。由于地
理环境条件不同和寄主选择压力的双重作用, 导致
种群遗传结构发生变化, 进而可能分化为不同的适
应性种群。因此, 应利用分子标记方法探讨豌豆蚜
种群生物学问题 , 特别是有关豌豆蚜地理种群遗
传分化。本研究以采自我国苜蓿上的豌豆蚜为研
究对象 , 利用 SSR 分子标记对我国绿色豌豆蚜 10
个地理种群进行多样性分析 , 探讨豌豆蚜不同地
理种群的遗传相似性和遗传差异, 遗传距离与地理
距离、海拔差异之间的关系, 以期得到豌豆蚜种群
遗传分化分子证据, 为制定合理有效的防治策略提
供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试豌豆蚜绿色型于 2010 年盛发期采自 10 个
省、区苜蓿田(表 1)。采样时在间隔一定距离的植株
上分散采集, 以保证所采个体来自不同的克隆。然
后, 记录采样地点(经度、纬度、海拔)、采样时间、
样品类型(有翅、无翅、颜色)。将获得的各地区豌豆
蚜 50~100头样品装入 1.5 mL的离心管, 无水乙醇浸
泡, −20 ℃保存。
1.2 基因组 DNA提取
每个地理种群挑选 30头保存完整的豌豆蚜, 参
照安瑞生等[19]的 KAC 法提取单头蚜虫 DNA, 对该
方法进行了优化: 先将无水乙醇中浸泡的蚜虫置于
双蒸水中漂洗 2 次, 用吸水纸吸干, 然后将单头蚜
虫在 200 μL 提取匀浆缓冲液中(0.05 mol·L−1 Tris-
HCl, pH 8.0, 0.025 mol·L−1 NaCl, 0.025 mol·L−1 EDTA,
1% SDS溶液, 20 mg·mL−1蛋白酶 K)用灭菌的牙签充
分研磨, 直到虫体完全破碎, 65 ℃水浴 120 min后,
加入 100 μL 3 mol·L−1 KAC溶液, 置于−20 1 h, ℃
12 000 r·min−1离心 10 min, 收集上清液, 加 2倍体积的
预冷无水乙醇充分混匀, 置于−20 5 h, 12 000 r·min℃ −1
离心 10 min, 用 70%乙醇洗 1次, 在室温干燥后加入
25 μL TE (10mmol·L−1 Tris-HCl, 1 mmol·L−1 EDTA)
放入 50 ℃水浴 8 h, −20 ℃保存备用。
1.3 SSR引物筛选
从近几年发表的有关蚜虫 SSR分子标记的相关文
献[20−26]中获取微卫星引物, 由上海生物工程技术公
司合成, 经预备试验筛选, 选取 15 对扩增条带清
晰、重复性好、多态性较高的引物用于本试验(表 2)。
1.4 SSR-PCR体系的建立与产物检测
PCR 扩增反应在荧光定量 PCR 仪(iQ5)(BIO-
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表 1 试验调查的豌豆蚜地理种群的采集信息
Table 1 Collection data of geo-populations of pea aphids in this study
种群编号
No. of
population
采样地点
Sampling site
采样地点编号
Code of
sampling site
海拔
Elevation
(m)
地理位置
Geographical
coordinate
采集时间(年-月)
Collection date
(year-month)
1 甘肃省兰州市 Lanzhou City, Gansu Province A 1 525 103º42′E, 36º06′N 2010-06
2 陕西省西安市杨陵区
Yangling District, Xi’an City, Shaanxi Province
B 451 108º03′E, 34º15′N 2010-06
3 内蒙古自治区呼和浩特市
Hohhot City, Inner Mongolia Autonomous Region
C 1 078 111º42′E, 40º47′N 2010-09
4 山东省济南市 Jinan City, Shandong Province D 77 117º03′E, 36º39′N 2010-06
5 河南省郑州市 Zhengzhou City, Henan Province E 97 113º40′E, 34º47′N 2010-07
6 山西省太原市 Taiyuan City, Shanxi Province F 991 112º33′E, 37º58′N 2010-07
7 北京市 Beijing City G 50 116º22′E, 39º53′N 2010-06
8 宁夏回族自治区固原市
Guyuan City, Ningxia Hui Autonomous Region
H 2 042 106º15′E, 35º51′N 2010-07
9 青海省民和县 Minhe County, Qinghai Province I 2 333 102º24′E, 36º02′N 2010-08
10 新疆维吾尔自治区呼图壁县
Hutubi County, Xinjiang Uygur Autonomous Region
J 495 86º35′E, 44º11′N 2010-08
表 2 本研究筛选的 15 对微卫星引物特性
Table 2 Characteristics of 15 microsatellite primers screened in this study
微卫星座位
Microsatellite locus
序列(5′―3′)
Primers sequence (5′−3′)
重复单元
Repeat unit
产物大小
Size range (bp)
GenBank登录号
GenBank entry No.
AlB07M F: TACGGCGTGTCTCAGGTGCT R: ACAACTACCTAGGCCGACCA (AG)20 117~159 AY528725
AlB12M F: GCTTAACGTCAGACGCTGAA R: ACTTACAGTCCTCTGGCCAT (AG)7AT(AG)18 292~320 AY528727
AlC04M F: GCCTTCCCACAGAGCTATCG R: CTCGCTGTGTCCATCTTGAA (CA)4T(AC)4 229~233 AY528728
ApF08M F: TAATCCGTCGTAATTGCGTT R: TAAGCCCTCACTCACCCCTC (TG)2TA(TG)8 163~174 AY528730
ApG10M F: CAACGACGGCGGCTATACTA R: ACGAGAGCTTTCCGGCGTAT (GCT)8 175~178 AY528731
ApH05M F: ACGAGAGCTTTCCGGCGTAT R: CAACGACGGCGGCTATACTA (AGC)8 174~182 AY528733
ApH08M F: GCGCACAGTGCGTATACATT R: TATTACAACGCACGTCATCG (CA)10 250~284 AY528734
ApH10M F: ACGACGGGTGCAAGTATATT R: CAACATGACCTCGCTTCAGA (CA)16 186~208 AY528735
Sm11 F: GGTACCCCTATGTTATTACGCG R: AACCCTACGGGTAACGCC (AC)9(AC)5 125~151 AY380120
S23 F: GGTCCGAGAGCATTCATTAGG R: CGTCGTTGTCATTGTCGTCG (CT)14 126~142 AY349963
S17b F: TTCTGGCTTCATTCCGGTCG R: CGTCGCGTTAGTGAACCGTG
(CA)11TA(CA)
8(TA)7 216~222 AY349961
S3.43 F: GGCGAGACCCCTTAAAATCC R: GAGATACTCTTTTCGTTAAACC
mc (ATT)7.mc(TG)
10CG(TG)6.mc 165~189 AY352642
S5.L F: GGACGACTCGTTAGTATAGGTGG R: CTATCTCTACCGTTTCGAATCG mc(TG)10mc 204~207 AY352643
R5.10 F: CCGACTAAGCTTAATATTGTTTG R: CGGTTCGGAGAACATAAGAG
(CA)3AC(AG)
6(ATT)5(GA)15 230~276 AF277462
AlA09M F: CCTCTCACTCCATATCTCTC R: ACTTACAGTCCTCTGGCCAT (TC)12 306~322 AY528722

RAD 公司)上进行。在本试验中 PCR 反应体系参考
Caillaud等[20]略有改动: 反应体积为 15 µL, 其中含
1.5 µL 10×Buffer(含 Mg2+), 1.2 µL 10 mol·L−1 dNTPs,
0.5 µL 25 ng引物, 0.2 µL 2.5 U Taq聚合酶, 1 µL DNA
模板和 10.6 µL ddH2O。反应条件为: 94 2 min, ℃ 后进
行 35个循环, 即 94 20 s℃ 、56 20 s℃ 、72 30 s, ℃ 最
后于 72 ℃延伸 2 min, 保存于 4 ℃。电泳在三恒多
用电泳仪 (DYY-12 型 )和垂直电泳槽 (DYCZ-24B)
(北京六一仪器厂)上进行 , 用 8%变性聚丙酰胺胶
在恒定功率 150 W 电泳 2 h, 电泳完成后, 采用韩
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永亮等 [27]强碱法先固定和染色, 显色后根据标准分
子量 marker 标示每条扩增带的大小, 并根据引物片
段和扩增片段的结果读带, 拍照后保存。
1.5 数据统计和分析
对种群遗传参数的统计通常基于以下 2个假设:
①群体处 Hardy-Weinberg 平衡; ②统计条带时认为
电泳迁移率相同的条带是扩增基因组上相同 DNA
片段的产物[28], 排除模糊不清的带和无法准确识别
的带。使用 POPGENE version 1.32、NTsys 2.10和
GenAIEx 6.2分子软件进行数据分析, 首先将数据转
换成软件要求的格式, 分析豌豆蚜不同地理种群的
基因杂合度、基因频率、有效等位基因数和 Shannon
信息指数, 以及种群是否符合 Hardy-Winberg 平衡
或 Linkage平衡; 对各地理种群进行聚类分析; 计算
群体间遗传距离; 并考察不同地理种群之间基因流
(Nm)。
2 结果与分析
2.1 微卫星引物的 PCR扩增结果
15对 SSR引物在 300个豌豆蚜个体基因组中共
检测到 41 个多态性条带 , 多态性条带百分率为
100%, 平均每 1对引物扩增出 2.73条带和 2.73条多
态性带(表 3), 引物 AlB07M、ApH08M 和 R5.10 扩
增出的多态性条带较多。
2.2 遗传多样性分析
遗传多样性分析表明(表 4), 豌豆蚜 10 个地理
表 3 供试 SSR 引物的 PCR 扩增结果
Table 3 Number of bands and polymorphic bands of primers
used in this study
引物
Primer
扩增条带数
Amplified DNA
bands number
多态性条带数
Polymorphic
bands number
多态性条带百分率
Percentage of poly-
morphic bands (%)
AlB07M 4 4 100
AlB12M 3 3 100
AlC04M 2 2 100
ApF08M 2 2 100
ApG10M 2 2 100
ApH05M 2 2 100
ApH08M 4 4 100
ApH10M 3 3 100
Sm11 3 3 100
S23 3 3 100
S17b 2 2 100
S3.43 3 3 100
S5.L 2 2 100
R5.10 4 4 100
AlA09M 2 2 100
表 4 10 个地理种群豌豆蚜的遗传变异参数
Table 4 Genetic diversity parameters of pea aphid for 10
geo-populations in China
种群采样地点
Sampling site
of population
Na Ne Nei’s I Np P (%)
A 1.561 0 1.337 8 0.200 5 0.300 3 23 56.10
B 1.756 1 1.431 4 0.251 3 0.377 7 31 75.61
C 1.463 4 1.267 0 0.159 1 0.239 6 19 46.34
D 1.536 6 1.292 7 0.168 5 0.253 1 22 53.66
E 1.585 4 1.370 6 0.213 1 0.315 5 24 58.54
F 1.609 8 1.334 2 0.191 9 0.287 9 25 60.98
G 1.585 4 1.366 7 0.211 0 0.311 7 24 58.54
H 1.512 2 1.332 6 0.193 8 0.286 7 21 51.22
I 1.585 4 1.345 9 0.198 8 0.295 4 24 58.54
J 1.731 7 1.489 7 0.277 5 0.407 6 30 73.17
平均值 Mean 1.592 7 1.356 9 0.206 6 0.307 6 24 59.27
Na: 观测等位基因数; Ne: 有效等位基因数; Nei’s: Nei’s基因多
样性指数; I: Shannon信息指数; Np: 多态性位点数; P: 多态位点百
分率。Na: observed number of alleles; Ne: effective number of alleles;
Nei’s: Nei’s gene diversity; I: Shannon information index; Np: number
of polymorphic loci; P: percentage of polymorphic loci.

种群的观察等位基因数(Na)为1.463 4~1.756 1, 平均
为1.592 7; 有效等位基因数目(Ne)为1.267 0~1.489 7,
平均为 1.356 9; Nei’s基因多样性指数为 0.159
1~0.277 5, 平均为0.206 6; Shannon信息指数(I)为
0.239 6~0.407 6, 平均为0.307 6; 多态位点百分率(P)
为46.34%~75.61%, 平均为59.27%。其中 , 呼图壁、
杨陵、郑州种群的遗传多样性较高, Nei’s基因多样性
指数分别达0.277 5、0.251 3、0.213 1; 其次为兰州
和北京种群; 最低的是呼和浩特种群, 为0.159 1。10
个种群间的基因流Nm为0.751 2, 基因分化系数Gst为
0.399 6。
2.3 种群遗传分化及与地理距离、海拔之间的相关性
由 Nei’s遗传相似度(表 5 的右上角)和遗传距离
(表 5左下角)可以看出, 10个豌豆蚜群体之间的遗传
相似度为 0.586 4~0.943 4, 遗传距离为 0.058 2~
0.533 8, 济南和呼和浩特种群间的遗传相似性最小,
遗传距离最大; 民和和北京群体间的遗传相似性最
大, 遗传距离最小。
通过互联网Google Maps Distance Calculator (http://
www.daftlogic. com /projects-google-maps-distance-
calculator.htm)获得了 10个采样点的地理距离, 通过
各采样点海拔计算得到了各采样点间的海拔差距 ,
利用 NTSYS系统中的MXCOMP程序比较遗传距离
与地理距离、遗传相似度与海拔差距的相关性, 得
到了 2个关系图(图 1a、1b), 从图中可以看出, 数据
点比较分散, 没有明显的规律性。Mantel 检测结果
第 4期 武德功等: 绿色豌豆蚜不同地理种群的遗传多样性 469


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表 5 豌豆蚜不同地理种群的遗传距离(左下角)和遗传相似度(右上角)
Table 5 Genetic distances (lower left) and genetic similarity (upper right) among different geo-populations of pea aphid
种群采样地点
Sampling site
of population
A B C D E F G H I J
A 0.855 3 0.847 6 0.695 8 0.752 0 0.801 7 0.860 3 0.834 7 0.858 1 0.780 8
B 0.156 4 0.818 7 0.797 5 0.809 1 0.854 3 0.840 8 0.927 7 0.868 7 0.818 2
C 0.165 3 0.200 1 0.586 4 0.658 2 0.840 0 0.888 7 0.818 1 0.892 0 0.799 3
D 0.362 6 0.226 2 0.533 8 0.783 7 0.711 8 0.704 1 0.777 9 0.681 5 0.758 9
E 0.258 0 0.221 8 0.418 2 0.243 8 0.780 0 0.761 9 0.770 6 0.792 0 0.767 4
F 0.221 0 0.157 5 0.174 4 0.339 9 0.248 4 0.893 9 0.868 4 0.906 5 0.809 9
G 0.150 5 0.173 4 0.118 0 0.350 8 0.272 0 0.112 2 0.875 3 0.943 4 0.855 1
H 0.180 7 0.075 0 0.200 8 0.251 1 0.260 6 0.141 1 0.133 2 0.892 2 0.859 1
I 0.153 0 0.140 8 0.114 3 0.383 4 0.233 1 0.098 1 0.058 2 0.114 1 0.844 6
J 0.247 4 0.200 7 0.224 1 0.275 9 0.264 7 0.210 8 0.156 5 0.151 9 0.168 9

图 1 绿色豌豆蚜 10 个地理种群的相关性(a: 地理距离与遗传距离; b: 遗传相似度与海拔差距)
Fig. 1 Relativity of 10 geo-populations of pea aphid (a: between geographic distance and genetic distance; b: between genetic
identity and elevation difference)
表明, 种群间的遗传距离和地理距离无显著相关性
(r=0.052 0, P=0.572 4), 遗传相似度与海拔差距亦无
显著相关性(r= −0.190 2, P=0.819 1), 种群遗传分化
不符合地理隔离模式。
2.4 聚类和 AMOVA分析
用NTSYS-pc 2.1对10个地理种群进行UPGMA
聚类的结果表明 (图2), 10个豌豆蚜种群聚为2个
大的类群 , GroupⅠ由济南和郑州种群组成 ,
GroupⅡ中北京种群和民和种群首先聚在一起 , 然
后和呼和浩特、太原、兰州种群聚为一支 , 杨陵和
固原种群聚为另一支 , 以上2支再与呼图壁种群聚
在一起。聚类分析结果同样说明种群间的遗传距
离和地理距离无显著相关性 ; 但是 , 个别地理距
离相近的种群之间也能相聚 , 如济南和郑州种
群、兰州和民和种群 , 显示种群之间可能有基因
流存在。
采用AMOVA方差分析计算了群体内和群体间
变异对总遗传变异的贡献率。结果显示, 有49%变异
来自种群间, 51%变异来自种群内部(表 6)。

图 2 豌豆蚜 10 个地理种群的 UPGMA 聚类图
Fig. 2 UPGMA distance graph of 10 geo-populations of pea
aphid based on genetic distance matrix
表 6 豌豆蚜地理种群分子变异的 AMOVA 分析
Table 6 Analysis of molecular variance (AMOVA) of pea
aphids on the basis of SSR data for the 10 geo-populations
变异来源
Source of variance
自由度
Freedom
degree[0]
平方和
Sum of
squares
总变异百分率
Percent of
variation (%)
P值
P value
种群间
Among populations
9 950.890 49 0.01
种群内
Within populations
290 1 039.500 51 —
总计 Total 299 1 990.390 100 —
470 中国生态农业学报 2015 第 23卷


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3 讨论
3.1 SSR 分子技术在蚜虫种群多样性研究中的有
效性
利用分子技术对蚜虫种群遗传多样性研究是近
年的研究热点之一[12,20−26,29]。目前用于蚜虫研究中
的分子技术主要有: 同工酶技术、RAPD、RFLP、
AFLP、DDRT-PCR、SSR和 DNA Fingerprinting[30],
其中 SSR分子标记具有多态性高、丰度高、共显性
遗传、可重复性好和选择中性等优点, 被认为是当
前蚜虫种群分子生物学研究中最适宜的分子标记
技术, 缺点是筛选 SSR引物比较困难, 需要做大量
的前期工作[31]。本研究应用 SSR技术对我国 10个
地理种群豌豆蚜的遗传多样性进行了检测, 结果显
示 SSR 技术可以很好应用于豌豆蚜的遗传多样性
研究。
3.2 遗传多样性分析
在遗传多样性的众多指标中, 多态性百分率(P)
被认为是较好的指标 , 当 P>50%, 为高度多态性 ;
25%态性[32]。在本研究中, 10个豌豆蚜种群在 15个微卫
星位点上的平均多态百分率为 59.27%, 除内蒙古呼
和浩特地区豌豆蚜种群的多态性百分率为 46.34%,
其余 9 个地区豌豆蚜种群的多态性百分率均高于
50%, 表明这 15 个微卫星标记均具有高度多态性,
可作为有效的遗传标记用于豌豆蚜地理种群遗传
多样性分析 , 也表明豌豆蚜种群具有非常丰富的遗
传多样性。
3.3 种群遗传分化和聚类分析
影响种群遗传结构的因素有很多 , 如繁育系
统、基因流、分布范围等。其中基因流被认为是种
群遗传结构均质化的主要因素之一, 具有广泛基因
流的物种的遗传分化往往小于具有有限基因流的物
种[33]。由于基因流与遗传漂变是相互拮抗作用, 基
因的相互交流会引起种群内的遗传变异量增加, 减
少种群间的分化[34]。基因流(Nm)指一个种群的基因
转移至另外一个种群 , 它通常是个体迁移的结果。
Nm>1, 群体之间没有明显的遗传分化 , 或遗传分
化程度很低 ; Nm<1, 表示存在着遗传漂变而发生
了分化 ; 通常 Nm>4表明种群之间的基因交流比较
充分 [35]。根据种群间的遗传分化系数 Gst计算得知,
豌豆蚜地理种群基因流小于 1(Nm=0.751 2), 容易发
生遗传漂变 , 种群间的基因交流总体处于较低水
平。可能是由于复杂多变的地理气候形成的生境隔
离在很大程度上影响了本来就很有限的豌豆蚜迁飞
能力, 从而削弱了种群间的基因交流。
基因分化系数 Gst 作为遗传距离的一种常用测
度参数, 可反映出不同物种或种群之间的基因差异
程度[36]。当 Gst为 0~0.05 时, 表示种群间遗传分化
程度很弱, 0.05~0.15 表示分化程度中等, 0.15~0.25
表示分化程度较大, >0.25表示分化程度很大[37]。群
体遗传分化分析表明, 10 个豌豆蚜地理种群的基因
分化系数为 0.399 6。由此可见, 我国 10个豌豆蚜种
群间的遗传分化程度很大 , 这与种群间基因流较
小、容易发生漂变的分析结果相一致。各种群间的
遗传变异占总变异的比例与各种群内的遗传变异占
总变异的比例相近, 说明不同地理区域内的豌豆蚜
存在一定的基因交流。
3.4 豌豆蚜可能是外来种
依据瓦维洛夫的理论[38], 在生物的起源中心地
带基因的多样性丰富，而在新进入地区基因多样性
较低。本试验新疆呼图壁的绿色型豌豆蚜 Nei’s的基
因多样性高达 0.277 5, 其他地理种群的基因多样性
均小于 0.260 0, 说明这个色型种群有可能正从欧
洲大陆经过新疆传入我国, 这个结论与红色型豌豆
蚜传入我国的结论一致 [12], 由此可以推出豌豆蚜
的红、绿色型可能均是经新疆传入我国的。Brisson
等[39]研究表明, 豌豆蚜起源于欧洲, 近 200 年传入
美洲。如果这个结论正确, 中国苜蓿上的豌豆蚜也
可能是外来种, 可能是 2 000 多年前随着苜蓿的传
入[40]而进入中国的。

致谢 在本研究进行期间, 漆永红、赵文汉、赵春
林等同学对试验提出了宝贵意见和建议, 甘肃省农
业科学院的刘永刚副研究员、中国科学院西北高原
生物研究所的杨路存博士对试验数据分析给予了详
细的指导, 使作者工作得以顺利进行。在这里对他
们的热情帮助一并表示感谢！
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