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红火蚁是中国重要检疫性害虫之一,也是社会性昆虫之一,它的社会结构复杂,扩散途径多,繁殖力高。自从入侵中国后,陆续发现至今已经扩散到全国四个省份。红火蚁有较强的攻击性,不仅给农业、畜牧业带来一定的损害,还严重威胁着人们的生命安全,无论在乡村还是在城市,都是一种困扰。目前国内已对其生物习性进行研究,并总结出了一些的防治方法,取得了一定的成效。红火蚁在其社会结构上尤其复杂多变,在新入侵地,红火蚁的社会结构变化会引起种群遗传结构的改变。要有效地阻止红火蚁在中国继续传播,必须对国内现有红火蚁的遗传结构和社会形态类型进行详细而深入的研究,探明其可能的入侵来源和扩散途径,为以后的防治策略提供可靠的依据。本论文采用两个基因作为遗传标记,探讨国内红火蚁的种群结构和红火蚁的社会形态类型,取得了以下结果。
1.用线粒体的细胞色素氧化酶I基因(COI)检测国内红火蚁种群的遗传结构。扩增了国内外14个地区32个巢的近300个红火蚁个体,获得了其中62个个体的COI基因序列,通过比对分析并结合阿根廷和巴西的序列,构建系统发育树,得到如下结果:在所测得的COI序列中共获得了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型三种单倍体,这三种单倍型与前人在国内检测到的单倍型完全一样,并分别与来自阿根廷中部偏北的两个地区的三种单倍型H5、H22和H18完全相同,推测国内的红火蚁可能由阿根廷传入。在其中6个来自东莞、广州、深圳、珠海、湖南(截获到的标本)和台湾地区的样品中,检测出前人在这些种群中未发现的单倍型;另外首次检测的种群有增城、番禺、梅州、上海(截获到的标本)和福建五个地区的种群。在湖南所截获到的标本中检测到COI的单倍型Ⅲ,加上前人检测到的单倍型Ⅰ和Ⅱ,湖南所截获到的标本拥有了所有国内的三种单倍型。
2.用气味结合蛋白基因Gp-9检测红火蚁的社会形态类型。测定了国内种群Gp-9的DNA序列,通过与阿根廷B型等位基因的序列比较,显示在区分不同等位基因的Gp-9蛋白95位和139位氨基酸位点上,国内种群的序列并没有发生突变,而在其他的位点发生了三个核苷酸的突变,暗示Gp-9可以作为分析红火蚁种群分化的有效的遗传标记。用三步PCR法研究增城、深圳和福建三个地区的三个完整蚁巢工蚁的Gp-9等位基因类型,显示这三个蚁巢均为多蚁后蚁巢。
本文的研究成果,不仅是国内红火蚁种群遗传结构研究的一个重要补充,也验证了样本数量对于获得可靠的社会型昆虫遗传结构的重要性。所确立的国内红火蚁种群等位基因类型的有效鉴定方法,为国内进一步红火蚁社会形态特征研究奠定了基础,具有重要的意义。