2022年1月19日，昆蟲系統(tǒng)學頂級期刊Systematic Entomology在線發(fā)表了揚州大學園藝與植物保護學院杜予州教授團隊題為“Molecular phylogeography and evolutionary history of the pink rice borer （Lepidoptera: Noctuidae）： Implications for refugia identification and pest management” 的研究論文。該研究系統(tǒng)揭示了我國水稻重要害蟲大螟的種群遺傳分化和進化歷史，并以新的視角提出了該蟲的防治策略。

 

　　大螟Sesamia inferens （Walker）屬于鱗翅目，夜蛾科，是水稻，玉米和高粱等作物上的重要農(nóng)業(yè)害蟲。該害蟲主要分布在亞洲地區(qū)，包括中國，印度，日本和巴基斯坦等國家。近年來，大螟種群數(shù)量在局部地區(qū)已超過水稻二化螟，成為水稻重要害蟲。但該害蟲的種群遺傳結(jié)構(gòu)、擴散途徑及進化歷史并不清楚。

 

　　研究結(jié)果表明，我國水稻大螟不同地理種群的遺傳分化非常顯著，且其地理種群主要分化為以珠江--南嶺--武夷山為界的南北兩大區(qū)系。兩大區(qū)系之間不具有共享線粒體基因單倍型，進一步說明這兩大區(qū)系之間分化明顯?；诜肿隅娡茢啵搩纱髤^(qū)系受更新世深海氧同位素階段MIS10冰期氣候波動影響較大。此外，大螟的主要寄主--水稻的獨立馴化過程也可能促進了其分化，但還需更多分子、協(xié)同進化及考古證據(jù)。該研究又基于一系列種群遺傳結(jié)構(gòu)分析，大螟的南北兩大區(qū)系又可細分為長江流域，四川盆地，云貴高原，以及珠江流域等四大地理支系。近似貝葉斯計算，種群歷史和生態(tài)位模型分析揭示了四川盆地及周邊山地生境為華北區(qū)系的大螟種群提供了潛在的冰期避難所。中性檢測，錯配分布和生態(tài)位模型進一步分析揭示了末次間冰期（LIG）以來大螟種群的持續(xù)擴張，表明第四紀冰期氣候變化對大螟影響相對較弱，從而形成了現(xiàn)有的分布格局。

 

　　過去的研究認為，大螟主要分布在34°N以南。但基于本研究的采集數(shù)據(jù)，我國的河北唐山（39.63?°N）已有大螟分布。此外，基于CABI數(shù)據(jù)庫，大螟在日本北海道（40?°N--45?°N）也有分布。生態(tài)位模型分析的最適北界也超過了目前大螟的采集記錄。這表明，隨著全球氣候變暖，大螟種群會繼續(xù)向北遷移；而我國的東北水稻種植區(qū)將來會很有可能受大螟危害，因此需要以新的視角審視水稻大螟的防治策略。此外，研究結(jié)果對探討該農(nóng)業(yè)害蟲的成災機理和進化生物學遺傳背景提供了重要的理論基礎。

 

　　湯小天博士（現(xiàn)為美國耶魯大學博士后）為該論文第一作者，杜予州教授為通訊作者，陸明星副教授也參與了該研究部分工作。該研究得到了國家自然科學基金的資助。

 

　　論文鏈接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/syen.12535