基于SSR和mtCOI标记解析中国云南-缅甸白背飞虱种群遗传多样性

The white-backed planthopper (WBPH), Sogatella furcifera (Horváth), is the most serious long-distance migratory pest of rice in Asia, unclear of the population source was the primary problem to perplex the sustainable management of the WBPH in China. Based on the analysis of trajectory simulation and molecular markers，our research team gets the results that Myanmar is the important source of WBPH emigration population in Yunnan and there is a wide range of gene flow among the GMS areas. However, due to insufficient sample collection in previous studies, the genetic correlation between Myanmar population and Yunnan population under different temporal and spatial conditions has not been studied systematically.. Under the Plant Protection Working Group in the Greater Mekong Subregion（GMS-PPWG）international exchange platform, we will investigate deeply and collect the different populations in Myanmar and using the SSR and mtCOI molecular markers to analyze the population genetic structure and its diversity between the different rice planting areas populations of drought and rainy seasons of Myanmar and the early migrating population, outbreak population and back migrating population of Yunnan province. Our research results will further explain the gene flow between Yunnan and Myanmar in different rice regions and different seasonal populations, and to establish the WBPH population geographical lineage of Yunnan and Myanmar. It is of great scientific and practical significance to reveal the WBPH population origin, migration pathway, monitoring and forecasting of China.

白背飞虱Sogatella furcifera (Horváth)是亚洲稻区危害最严重的远距离迁飞性水稻害虫。境外虫源不清是阻碍我国白背飞虱可持续治理的最关键问题。本项目组前期基于轨迹模拟和分子标记研究表明，缅甸稻区是中国云南白背飞虱种群的重要虫源区，大湄公河次区域不同种群间存在广泛的基因交流，但研究中由于采集种群不充分，导致不同时空条件下缅甸虫源与云南虫源的种群遗传相关性还缺乏深入系统的研究。本项目基于大湄公河次区域植保工作组国际交流平台，将深入缅甸稻区调查并采集不同白背飞虱种群，利用SSR和mtCOI分子标记解析缅甸旱、雨两季不同稻区白背飞虱种群与云南稻区早期迁入种群、大发生种群、回迁种群间的种群遗传结构及其多样性，从而阐释中国云南与缅甸不同稻区和不同季节种群间的基因流，构建云南-缅甸白背飞虱种群地理谱系，为揭示我国白背飞虱种群的来源和扩散途径及其监测预警具有重要的科学与现实意义。

白背飞虱Sogatella furcifera (Horvath)是亚洲稻区危害最严重的远距离迁飞性水稻害虫，前期的研究结果表明缅甸是云南白背飞虱主要虫源区，本研究基于前期的研究结果，通过mtCOI、SNP、InDel标记，分析揭示中国云南-缅甸白背飞虱种群遗传多样性和相关性。研究结果表明：(1）在缅甸-云南稻区白背飞虱种群的遗传多样性较低。白背飞虱群体表现出中等低的单倍型多样性，单倍型(H1和H2)占总单倍型频率的88.2%，总体单倍型多样性Hd为0.532，缅甸平均Hd值为0.589，与云南平均Hd值为0.571，差异无显著,仅有0.55%的变异源于区域间差异。（2）遗传距离与地理位置无关。15个地理种群由5个假设的遗传簇（K=5），基因流Nem值0.03-51.3476之间，虽然不同种群间存在较高的基因流，但与地理来源无相关性。（3）北部实皆和东部掸邦可能是云南滇西、滇西南、滇东南虫源地。缅甸实皆和云南芒市、缅甸实皆和云南保山共享一个单倍型，云南保山和云南文山种群共享一个单倍型，且缅甸北部和云南存在密集的基因流，马圭到沧源的 Nem值47.96、掸邦到的金平 Nem值51.35。（4）保山、芒市、勐海是缅甸迁飞扩散到省内的中转站。遗传簇由5簇组成，勐海和芒市是亚群之间的中间品种，PCA分析保山、勐海对主成分的贡献较大，系统进化树15个种群聚合成一支，保山种群是系统进化树的根。（5）不同发生期白背飞虱具有同源性。PCA分析将68%的样本聚合在一起，不同发生期的种群具有较高的聚类性，进化树结果显示不同发生期所有样品聚合成一枝，70个种群间基因流动频繁，具有较高的聚类性，说明它们之间具有较多的基因交流或者是同一起源。本项目研究结果为中国云南和缅甸之间白背飞虱种群的虫源性质提供了新的见解，为今后开展南亚、东南亚国家虫源地的研究建立可行的研究模式。