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球孢白僵菌是一种全球广布的昆虫病原真菌,通常认为它具有广泛的寄主范围,并且其种群具有非常高的异质性和遗传多样性。自上世纪末新的分子标记技术的发展,使我们可以更容易地探求物种的进化关系。本研究旨在对在全国代表性地区采集的超过2000株的球孢白僵菌大样本进行种群遗传结构分析,采取ISSR分子标记和bloc序列分析相结合的手段,追踪中国球孢白僵菌的起源,了解中国不同地区球孢白僵菌种群的遗传结构特点。此外,对来自中国南北蚕区的489株家蚕分离株和来自中国南方马尾松分布省份的超过327株松毛虫分离株进行溯源分析,并研究它们的种系发生关系及通过基因交流引起寄主范围扩大和毒力加强的可能性。本研究的主要研究内容和结论如下：1.对整个中国球孢白僵菌复合种群共计2124个菌株进行ISSR分子标记研究,8个引物共扩增出235条多态性条带。Nei遗传多样性指数(h)为0.250, Shannon信息多样性指数(Is)为0.388,不同省份球孢白僵菌种群的遗传多样性指数则各不相同：多态位点百分数从22.98%到95.32%,h指数从0.082到0.226,Is指数从0.124到0.357。所有这些系数都表现出很高的遗传异质性和多样性。此外,东北地区的这几项指数最高而西北地区最低。2.分子变异分析(AMOVA)结果显示西南地区的遗传变异最高而西北地区最低。分别对中国和各地区内不同省份间白僵菌种群遗传分化系数和基因流进行分析：中国不同球孢白僵菌种群间的遗传分化系数(Gst)为0.139,基因流(Nm)为1.549,而各地区不同球孢白僵菌种群间的Gst值从0.118到0.277不等。研究的地理范围越大,遗传分化越大。在遗传距离和遗传一致度的数据中也得出相同的结论。3.对150株有代表性的球孢白僵菌菌株进行bloc序列分析的结果表明,最高的基因多样性出现在西南地区,最低出现在西北地区。聚类分析显示中国球孢白僵菌大致可以分成两大支,一直从西南地区起源而另一支从东北地区起源。有些地理距离相近的菌株可以聚在一起但多数不能。总体来看,这些中国球孢白僵菌菌株不呈现明显的地理分布。4.对489株分离自中国12个省份的家蚕僵虫上的球孢白僵菌进行研究,利用ISSR分子标记追踪中国家蚕白僵病的起源。基于两两菌株间遗传距离的UPGMA系统发育树显示出中国家蚕球孢白僵菌种群的异质性和多源特征,这种多源的谱系结构和地理距离不相关。各省亚种群之间的遗传分化系数(Gst)为0.406,最大的遗传分化值高达0.647。亚种群间的基因流Nm0.366,最低值只有0.137,表示很高的遗传分化；这种分化维持了种群的遗传变异,避免了整个种群的趋同进化。这些证据也表明中国家蚕白僵病主要是由本土的球孢白僵菌菌株而不是外来因素引起的。5.对327株分离自中国南方马尾松毛虫僵虫上的球孢白僵菌进行ISSR分子标记研究,UPGMA系统发育树和二维主坐标分析皆表明不同地理来源的球孢白僵菌种群都是多源的。安徽种群表现出最高的遗传多样性,福建种群的遗传多样性最低。69.3%的遗传变异发生在各种群内部的亚种群之间,30.7%的遗传变异发生在各种群之间。不同地理来源的种群间的基因流为0.566,表明这些个种群之间存在一定的基因交流阻碍,总体来说,中国球孢白僵菌松毛虫分离株种群存在一定程度的地理分化和区域性分布,但却和地理距离不相关。6.以种群范围逐步扩大的球孢白僵菌逐级谱系分布的证据证实,多寄主综合的球孢白僵菌种群谱系不具区域性分布特征,但单个和少数寄主分离株的种群谱系则表现出明显的区域性谱系分布特征和寄主谱系分布特征,从而得出结论：大量的不同寄主的清晰但有所差异的谱系综合叠加在一起时,会因谱系互相穿插和混杂而掩盖住地域性分布和寄主分布的特征。7.对全部的家蚕和松毛虫分离株进行ISSR分子标记研究,基于菌株之间的遗传距离建的UPGMA系统发育树主要分为三个分支：两个家蚕分离株分支和一个松毛虫分离株分支。进一步对这两个不同寄主的球孢白僵菌种群进行三维主坐标分析,两个种群可以很清晰地分开,表现出很高的寄主转化性。这表明发生在中国南方家蚕中的白僵病既不是由在马尾松毛虫中自然流行的白僵菌引起的,也不是由林业上人工释放的白僵菌导致的。进一步对中国家蚕和松毛虫分离株种群以及五个同时包括这两大寄主种群的省份进行研究,全国范围这两大寄主种群间遗传分化系数Gst为0.410,而各个省份不同寄主种群之间分别为0.508到0.689,全部都高于重度遗传分化的临界值0.25,意味着分离自这两类不同寄主的球孢白僵菌各自维持了自己的遗传特性而不是趋同进化,其间基因交流极小,这也大大降低了因基因流导致松毛虫分离株寄主范围的扩大以及对家蚕毒力上升的可能性。这些证据表明,释放球孢白僵菌防治松毛虫过去没有对将来也不会对我国的蚕桑业构成威胁。