球孢白殭菌是一種全球廣布的昆蟲病原真菌,通常認為它具有廣泛的寄主範圍,並且其種群具有非常高的異質性和遺傳多樣性。自上世紀末新的分子標記技術的發展,使我們可以更容易地探求物種的進化關係。
本研究旨在對在全國代表性地區採集的超過2000株的球孢白殭菌大樣本進行種群遺傳結構分析,採取issr分子標記和bloc序列分析相結合的手段,追蹤中國球孢白殭菌的起源,了解中國不同地區球孢白殭菌種群的遺傳結構特點。此外,,並研究它們的種系發生關係及通過基因交流引起寄主範圍擴大和毒力加強的可能性。
本研究的主要研究內容和結論如下：1.對整個中國球孢白殭菌復合種群共計2124個菌株進行issr分子標記研究,8個引物共擴增出235條多型性條帶。
nei遺傳多樣性指數(h)為0.250, shannon資訊多樣性指數(is)為0.388,不同省份球孢白殭菌種群的遺傳多樣性指數則各不相同：
多型位點百分數從22.98%到95.32%,h指數從0.
082到0.226,is指數從0.124到0.
357。
所有這些係數都表現出很高的遺傳異質性和多樣性。此外,東北地區的這幾項指數最高而西北地區最低。
2.分子變異分析(amova)結果顯示西南地區的遺傳變異最高而西北地區最低。分別對中國和各地區內不同省份間白殭菌種群遺傳分化係數和基因流進行分析：
中國不同球孢白殭菌種群間的遺傳分化係數(gst)為0.139,基因流(nm)為1.549,而各地區不同球孢白殭菌種群間的gst值從0.
118到0.277不等。
研究的地理範圍越大,遺傳分化越大。在遺傳距離和遺傳一致度的資料中也得出相同的結論。
3.對150株有代表性的球孢白殭菌菌株進行bloc序列分析的結果表明,最高的基因多樣性出現在西南地區,最低出現在西北地區。聚類分析顯示中國球孢白殭菌大致可以分成兩大支,一直從西南地區起源而另一支從東北地區起源。
有些地理距離相近的菌株可以聚在一起但多數不能。總體來看,這些中國球孢白殭菌菌株不呈現明顯的地理分布。
4.對489株分離自中國12個省份的家蠶僵蟲上的球孢白殭菌進行研究,利用issr分子標記追蹤中國家蠶白殭病的起源。基於兩兩菌株間遺傳距離的upgma系統發育樹顯示出中國家蠶球孢白殭菌種群的異質性和多源特徵,這種多源的譜系結構和地理距離不相關。
各省亞種群之間的遺傳分化係數(gst)為0.406,最大的遺傳分化值高達0.647。
亞種群間的基因流nm0.366,最低值只有0.137,表示很高的遺傳分化；這種分化維持了種群的遺傳變異,避免了整個種群的趨同進化。
這些證據也表明中國家蠶白殭病主要是由本土的球孢白殭菌菌株而不是外來因素引起的。5.對327株分離自中國南方馬尾松毛蟲僵蟲上的球孢白殭菌進行issr分子標記研究,upgma系統發育樹和二維主座標分析皆表明不同地理**的球孢白殭菌種群都是多源的。
安徽種群表現出最高的遺傳多樣性,福建種群的遺傳多樣性最低。69.3%的遺傳變異發生在各種群內部的亞種群之間,30.7%的遺傳變異發生在各種群之間。
不同地理**的種群間的基因流為0.566,表明這些個種群之間存在一定的基因交流阻礙,總體來說,中國球孢白殭菌松毛蟲分離株種群存在一定程度的地理分化和區域性分布,但卻和地理距離不相關。6.
以種群範圍逐步擴大的球孢白殭菌逐級譜系分布的證據證實,多寄主綜合的球孢白殭菌種群譜系不具區域性分布特徵,但單個和少數寄主分離株的種群譜系則表現出明顯的區域性譜系分布特徵和寄主譜系分布特徵,從而得出結論：大量的不同寄主的清晰但有所差異的譜系綜合疊加在一起時,會因譜系互相穿插和混雜而掩蓋住地域性分布和寄主分布的特徵。
7.對全部的家蠶和松毛蟲分離株進行issr分子標記研究,基於菌株之間的遺傳距離建的upgma系統發育樹主要分為三個分支：兩個家蠶分離株分支和乙個松毛蟲分離株分支。
進一步對這兩個不同寄主的球孢白殭菌種群進行三維主座標分析,兩個種群可以很清晰地分開,表現出很高的寄主轉化性。
這表明發生在中國南方家蠶中的白僵病既不是由在馬尾松毛蟲中自然流行的白殭菌引起的,也不是由林業上人工釋放的白殭菌導致的。進一步對中國家蠶和松毛蟲分離株種群以及五個同時包括這兩大寄主種群的省份進行研究,全國範圍這兩大寄主種群間遺傳分化係數gst為0.410,而各個省份不同寄主種群之間分別為0.
508到0.689,全部都高於重度遺傳分化的臨界值0.25,意味著分離自這兩類不同寄主的球孢白殭菌各自維持了自己的遺傳特性而不是趨同進化,其間基因交流極小,這也大大降低了因基因流導致松毛蟲分離株寄主範圍的擴大以及對家蠶毒力上公升的可能性。
這些證據表明,釋放球孢白殭菌防治松毛蟲過去沒有對將來也不會對我國的蠶桑業構成威脅。
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