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植環所科研人員提出利用種群演化特征預測害蟲的入侵性

发布时间:2021年07月23日 10:51  浏览次数:178

外來入侵物種每年在全球造成的經濟損失已高達1627億美元,成爲生物多樣性和經濟發展的重大威脅,在全球氣候變化和貿易頻繁的背景下,生物入侵態勢依然嚴峻。哪些物種會成爲新的入侵生物一直是現代生態學研究的核心問題。國內外已發現了植物、鳥類和哺乳動物等類群中與入侵性相關的生物學和生活史特征,但是對入侵性害蟲的研究卻進展緩慢。

植環所魏書軍研究員團隊前期破譯了我國果樹上兩種重要的蛀果害蟲——梨小食心蟲和桃小食心蟲染色體水平的高質量基因組(Molecular Ecology Resources,2021),系統研究了兩種食心蟲的種群遺傳多樣性和遺傳結構,發現兩種害蟲具有相同的起源地和種群演化曆史(Molecular Biology Reports,2012;Molecular Ecology,2015;International Journal of Molecular Sciences,2016;Bulletin of Entomological Research,2017;BMC Evolutionary Biology,2017、2018)。目前兩種食心蟲均廣泛分布于我國落葉果樹種植區,但是梨小食心蟲在過去100年間已從原産地我國擴散至全球各地,成爲世界性果樹害蟲,而桃小食心蟲仍然僅分布于我國、日本、韓國和俄羅斯等東北亞一帶的原産地附近,表明兩種害蟲具有不同的入侵性。

最近,研究團隊利用種群基因組學的方法比較了這兩種食心蟲的演化過程,發現入侵性較強的梨小食心蟲種群遺傳分化主要與地理隔離相關,種群間基因流相對較高,而入侵性較弱的桃小食心蟲種群遺傳分化與氣候因子顯著相關,基因流水平相對較低,通過基因組掃描發現,梨小食心蟲對氣候因子的適應性進化水平較弱,桃小食心蟲不同種群則對氣候因子産生了較強的適應性進化,從而降低了該害蟲擴散至其他地區後建立種群的可能性。該研究提出利用原産地種群的演化特征預測害蟲的入侵性,豐富和發展了入侵遺傳學理論。

研究論文“Local climate adaptation and gene flow in the native range of two co-occurring fruit moths with contrasting invasiveness”在分子生態學領域專業刊物Molecular Ecology(IF:6.185)上發表。北京市農林科學院植環所曹利軍博士爲論文第一作者,研究生李冰豔、助理研究員陳金翠、西南林業大學朱家穎教授和澳大利亞墨爾本大學Ary Hoffmann教授爲論文共同作者,魏書軍研究員爲論文通訊作者。相關研究得到了國家自然科學基金項目(32070464, 31901884)和北京市科委國際創新資源合作專項—中澳害蟲防控聯合實驗室(Z201100008320013)的資助。

全文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/mec.16055

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