日前，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所科研團(tuán)隊(duì)在稈野螟屬（Ostrinia）近緣種種群遺傳方面取得研究進(jìn)展，不僅首次在自然界中發(fā)現(xiàn)了亞洲玉米螟和歐洲玉米螟之間雜交個(gè)體，而且闡明了這兩種稈野螟屬近緣種的基因滲透現(xiàn)象。相關(guān)研究成果在線發(fā)表與生態(tài)學(xué)、群體遺傳學(xué)領(lǐng)域期刊《分子生態(tài)（Molecular Ecology）》上。
生物學(xué)物種內(nèi)保持高的基因流以保持種群?？臻g和時(shí)間上的隨機(jī)基因流和適應(yīng)性變異積累可以導(dǎo)致新物種的形成。與之相反的假說(shuō)是不同物種之間存在著由雜交而形成的中間體（Continuum）。兩個(gè)近緣種間的不斷雜交可以通過(guò)形成結(jié)合體（gamete）和回交而導(dǎo)致等位基因嵌合。等位基因滲透假說(shuō)是基于基因組在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)選擇機(jī)理，并非整個(gè)基因組而是基因組的適應(yīng)區(qū)域可能影響遺傳隔離的程度。每個(gè)位點(diǎn)的基因滲透程度受上位效應(yīng)和適應(yīng)性導(dǎo)致的顯性結(jié)果調(diào)節(jié)。選擇有利的等位基因和中性等位基因被認(rèn)為是可以自由交換的，與之相對(duì)的假說(shuō)是等位基因可以導(dǎo)致生殖隔離和影響本地適應(yīng)性的特點(diǎn)。生態(tài)動(dòng)力學(xué)在兩個(gè)物種的雜交區(qū)域的基因滲透現(xiàn)象中具有重要角色。兩個(gè)親緣關(guān)系較近的物種在同域條件下很容易產(chǎn)生基因滲透現(xiàn)象。當(dāng)種間基因流足夠高可以改變隨機(jī)基因流效應(yīng)時(shí)，入侵物種種群內(nèi)的等位基因滲透不會(huì)增加。同域近緣種的基因滲透和基因流現(xiàn)象有利于對(duì)進(jìn)化的研究。同域種間雜交和基因滲透現(xiàn)象的研究對(duì)進(jìn)化研究具有很大的幫助。
亞洲玉米螟（Ostriniafurnacalis）和歐洲玉米螟（O.nubilalis）是玉米上最重要的兩種害蟲(chóng)。亞洲玉米螟的信息素為順12和反12-十四碳烯乙酸酯構(gòu)成；歐洲玉米螟信息素由順11和反11-碳烯乙酸酯構(gòu)成。亞洲玉米螟主要分布于亞洲東部和澳大利亞，歐洲玉米螟主要分布于中亞、歐洲、北非和北美。我國(guó)新疆伊犁地區(qū)為原始?xì)W洲玉米螟的發(fā)生區(qū)。在近幾十年里，亞洲玉米螟入侵到這一區(qū)域。這兩種害蟲(chóng)自從分化為不同的物種后首次在此相遇。伊犁地區(qū)是目前已知世界上唯一的兩種玉米螟混生區(qū)。這為研究近緣種的進(jìn)化提供了非常難得的機(jī)會(huì)。
植保所王振營(yíng)研究員領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)在新疆玉米上采集了11個(gè)地理種群的玉米螟越冬幼蟲(chóng)，采用高通量SNP和SSR測(cè)試及線粒體測(cè)序方法。根據(jù)SNP基因型數(shù)據(jù)結(jié)果這兩種玉米螟存在較高的遺傳多樣性；預(yù)測(cè)了伊犁地區(qū)基因滲透史。在混生區(qū)內(nèi)的亞洲玉米螟種群內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)基因滲透的基因型。根據(jù)雜交個(gè)體和基因滲透史，可以確定伊犁地區(qū)為這兩種玉米螟的雜交地區(qū)；可以預(yù)測(cè)伴隨著基因在這兩個(gè)物種間滲透，適應(yīng)性特點(diǎn)也在這兩個(gè)物種間橫向傳播。本研究結(jié)果表明亞洲玉米螟和歐洲玉米螟這兩個(gè)生殖隔離的物種間存在著中間體，經(jīng)典的以信息素為基礎(chǔ)的區(qū)分這兩個(gè)物種的方法應(yīng)當(dāng)予以重新考慮。
該研究以中國(guó)農(nóng)科院植保所、植物病蟲(chóng)害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第一完成單位，植保所王振營(yíng)研究員和美國(guó)農(nóng)業(yè)部玉米蟲(chóng)害與作物遺傳所布萊德·考特斯（Brad Coates）博士為文章共同通信作者。
論文鏈接http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.14387/full
