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马铃薯甲虫(Leptinotarsadecemlineata(Say))是著名的世界性入侵害虫，严重危害马铃薯等茄科作物，150多年来该虫从原产地北美扩散到欧洲和亚洲等30多个国家和地区。1993年马铃薯甲虫首次在中国新疆的伊犁和塔城地区发现，近20年来该虫已入侵到新疆38个县市，直接威胁中国马铃薯的生产。为了探索马铃薯甲虫入侵和扩散过程中的遗传变异规律，本研究利用线粒体基因和微卫星标记，从时空水平分析了马铃薯甲虫种群的遗传多样性的变化。实验样本包括2007～2009年采集自美国、法国、俄罗斯、西班牙等国家样品和2003年、2007年和2009年在新疆不同发生地点连续3个年份采集的26个马铃薯甲虫种群。主要研究结果如下： (1)在世界范围内，马铃薯甲虫在入侵地的种群遗传多样性明显低于原产地种群。1个原产地种群的36个体中有7个单倍型，8个入侵地种群的117个体仅有1个单倍型；种群等位基因丰富度(Ar)和期望杂合度(He)按照美国>法国/西班牙/俄罗斯>中国的顺序依次降低。在中国新疆范围内，种群间的遗传多样性变化不明显，仅中哈边境的阿勒泰种群(09ALT)的等位基因丰富度Ar和期望杂合度He(4.65和0.62)略高于内陆的木垒种群(09ML，2.71和0.45)。 (2)在大的时间尺度上(定殖时间6～139年)，马铃薯甲虫种群间的遗传多样性随定殖年份增加而升高，定殖6年的新疆木垒(CML)种群的多样性最低Ar为2.71，He为0.45；定殖137年的美国缅因州(UME)种群的最高，Ar为4.91，He为0.71。在小的时间尺度(定殖时间6～16年)，新疆马铃薯甲虫种群在不同定殖年份间的等位基因丰富度(Ar)和期望杂合度(He)保持稳定，总体变化不明显。 (3)2003年新疆的马铃薯甲虫种群在遗传上可分为2组，组间遗传差异系数(Fct)为0.02(P=0.02)，2007年和2009年的种群在遗传上均可分为3组，组间遗传差异系数(Fct)分别0.07和0.07(P=0.00)，种群遗传分组数量的变化暗示在新疆至少有2个以上的不同来源的入侵发生，也表明新疆马铃薯甲虫种群从快速扩张阶段进入稳定发生阶段。新疆11个地理种群中，6个种群的遗传组分在2003、2007和2009年均有变化，这些地区可能发生了多次入侵。在2003～2007年阿勒泰和霍城种群的遗传组分和有效种群大小发生明显变化，暗示阿勒泰种群可能有外来虫源的补充，霍城种群可能由于种群发生数量低而受遗传漂变影响。 (4)2007和2009年，新疆的塔城、乌苏、乌鲁木齐、奇台和木垒种群间的基因交流和遗传相似程度均较高，遗传关系较近，这暗示塔城种群是新疆内陆的主要扩散来源。2007年这些种群间分化系数Fst和基因流Nm分别为0.06和1.59～49.75；2009年为0.04和2.83～372.75，种群间的基因交流频繁，遗传组分逐渐均一。在扩散前沿地区，奇台和木垒种群是多个来源种群的混合，其中木垒种群(09ML)来自塔城(09TC)的概率为0.56，来自乌苏(09WS)的概率为0.62，而自身指定概率为0.54，迁入个体的概率超过了当地定居个体的概率，这暗示种群向扩散前沿的迁移仍在继续。