白菜官网庞虹教授课题组首次从基因组水平提出引进天敌的种内进化机制
近日，白菜官网庞虹教授课题组在国际进化生物学期刊Evolutionary Applications上发表了题为“Genomic changes in the biological control agent Cryptolaemus montrouzieriassociated with introduction”的研究论文。该项研究揭示了天敌昆虫孟氏隐唇瓢虫（Cryptolaemus montrouzieri）因人类的引进和使用，在基因组水平发生强烈的种群遗传分化。白菜官网特聘副研究员李浩森为该论文的第一作者，庞虹教授为通讯作者。该项研究受国家自然科学基金面上项目、广东省科技计划项目和2023白菜网址官网大全有害生物控制与资源利用国家重点实验室开放课题等资助，与澳大利亚联邦科工组织国立昆虫博物馆Adam Ślipiński博士、瑞士伯尔尼大学Gerald Heckel博士合作开展。
捕食性瓢虫在过去100多年的害虫生物防治实践中有举足轻重的地位。其中，用于防治粉蚧的孟氏隐唇瓢虫至今已被引进到60多个国家或地区，并且已成为商品化的天敌产品。1955年蒲蛰龙院士从前苏联农业部引进孟氏隐唇瓢虫，并开始其应用研究工作。时至今日，引进天敌的问题逐渐浮现，例如同种天敌在不同引进地区通常会有不同表现，这使天敌对害虫的防治效果受影响，甚至会导致天敌的入侵演变。为解释这种现象，课题组以孟氏隐唇瓢虫为研究对象，先后揭示了种群杂交促使耐低温和饥饿能力提升、取食新猎物会在数代内发生适应进化等现象。本研究通过测定和比较分析全球多个孟氏隐唇瓢虫种群的简化基因组（图1），发现引进地种群的遗传多样性显著低于原产地种群；原产地种群间近缘，而引进地种群则各自组成独立支系；即使剔除可能受正选择的、FST异常高的位点，结果仍同上相似（图2）。上述规律证实了人类频繁引进——小种群频繁建立——强烈漂变是孟氏隐唇瓢虫种内进化的主要机制。另外，种群间等位基因频率变化较大的位点涉及多方面的功能基因，可能导致多个性状表现不同。本研究在国际上首次从基因组水平提出天敌瓢虫的种内进化机制，此发现反映了天敌使用效果和风险评估的复杂性，同时证实了天敌分子选育的可能性。
图1 本研究测试的孟氏隐唇瓢虫种群及其引进历史
图2 基于(a)所有位点、(b)中性位点和(c)FST异常高的位点构建的孟氏隐唇瓢虫不同种群的进化树
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/eva.12774
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本院
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