论文摘要
日本弓背蚁（Camponotus japonicus Mayr）隶属于膜翅目（Hymenoptera）、细腰亚目（Apocrita）、针尾类（Aculeata）、蚁总科（Formicoidea）、蚁科（Formicidae）、蚁亚科（Formicinae）、弓背蚁属（Camponotus Mayr）,它是一种典型的社会性昆虫,广泛分布于亚洲（国外分布于日本、前苏联、朝鲜和东南亚,国内各地均有分布）。我国对于日本弓背蚁研究的资料不多,之前有人研究过日本弓背蚁的亲系识别、社群生活史、脑部超微结构、群体结构和营养成分等。秦岭横贯中国中部,是我国地理上的南北分界线,黄河与长江水系的分水岭,古北界和东洋界的交汇和过渡地带,其动物区系南北过渡、东西承接,古北、东洋两界动物区系成分在此相互渗透、交错重叠。微卫星DNA即简单重复序列,是一种遍布于真核生物基因组的重复序列,具有高度的多态性和灵敏度,已成为遗传多样性研究和分子遗传学研究中最重要的手段之一,也是当前种内变异研究中分辨率最高、揭示力最强的细胞核DNA标记。特别是对于一些基因组DNA相对较少的昆虫,利用微卫星DNA等位基因位点的多态性和灵敏性进行遗传学分析时,更能体现其优越性。本文基于微卫星与形态数据,对秦岭地区20个日本弓背蚁地理种群之间的亲缘关系进行了较全面地分析,以探讨秦岭地区日本弓背蚁的种群分化及地理演化关系。本实验从9对微卫星引物中筛选出4对多态性丰富的引物,对秦岭地区的20个日本弓背蚁地理种群的基因组DNA进行扩增,得到216～361bp的扩增产物。根据形态学数据用SPSS13.0软件进行聚类分析与方差分析。依据微卫星DNA扩增产物,用POPGEN32软件进行了中性测试、哈代温伯格平衡检验;计算了等位基因频率、等位基因、有效等位基因、群体杂合度、多态信息含量、群体的遗传距离。依据群体遗传距离用邻近结合法（neighbor joining method,NJ）和非加权组对算术平均法（unweightedpair-group method with arithmetic average,UPGMA）聚类分析,籍以探讨秦岭地区20个日本弓背蚁地理种群的形成和演化。得出的结论如下:通过对秦岭地区20个日本弓背蚁地理种群的微卫星DNA扩增产物分析表明:（1）20个地理种群在4个微卫星位点的中性测试,其值在95%置信区间之内,属于中性位点。说明4个微卫星位点在20个地理种群中受到的自然选择压力小,种群分化不明显。（2）20个地理种群的群体平均杂合度在0.1875～0.5000之间,属于中度杂合群体,期望杂合度和观察杂合度结果基本一致。由此说明20个种群的基因交流比较频繁,没有出现因近亲交配而出现的杂合度降低。而在所有位点的哈代温伯格平衡检验表明只有5个种群处于哈代温伯格平衡,而其余15个种群则处于不平衡状态。这可能与较小的群体规模、近交和远系繁殖、选择以及存在无效等位基因等因素有关。（3）20个地理种群中有13个种群的多态信息含量在0.25～0.5之间,属于中度杂合群体;有7个种群的多态信息含量小于0.25,属于低度杂合群体。说明20个地理种群的变异程度较低。（4）在20个地理种群之间的遗传距离中:种群4（平顶山）和种群9（榆林）与其他种群的遗传距离较大,已经达到亚种以上水平;而其他种群之间的遗传距离则相对较小。说明平顶山、榆林种群与其他种群的遗传分化较大,而其它种群之间的遗传分化程度低。种群之间的遗传一致性指数则相反。依据形态学数据,对20个地理种群的多因素方差分析表明:20个种群在形态上并没有显著性差异,说明依形态学数据种群分化不明显。通过聚类分析,我们发现无论是依据形态学的聚类还是依据遗传距离的聚类,主要是依据地理位置的邻近、环境的相似而聚到了一起。比如在形态学聚类中,户县、佛坪、周至、眉县聚到了一起;三门峡、洛阳、平顶山、南阳聚到了一起,我们知道这些地点地理位置就是相邻的。而基于遗传距离的聚类也有类似的结果,如秦岭西段与东段的种群各自优先聚合,然后东西段的类群再聚合到一起。还有宁强、佛坪、略阳、周至都是在山区所采;平顶山、商洛市、榆林、商南则主要是在郊区所采,这些类群聚到了一起,这可能与他们所处的环境有关。而用类平均法（UPGMA）与邻位结合法（NJ）的聚类则没有多少的区分。但是基于形态学数据的聚类与基于遗传距离的聚类分支内部还是有差异,说明形态特征与遗传变化的不一致性,这可能与20个种群所处的地理位置、环境,经历的地质事件的不同、取样数量以及形态特征还没有成为稳定的遗传特征等诸多因素有关。日本弓背蚁在中国都有分布,但尤以北方种群数量更大,所以北方可能是日本弓背蚁的起源中心。依据形态学数据的聚类分析,榆林种群与其他种群的相似性最差;从遗传距离看平顶山、榆林种群与其他种群的遗传距离最大,说明这两个种群与其他种群的亲缘关系远。榆林是我本次取样最北的一个类群,所以榆林种群可能是一个高度特化的类群。从本实验的结果看,无论是秦岭南北种群还是秦岭东段与西段的种群相互之间都有不同程度的聚合,说明高大的秦岭山脉并没有明显的阻挡日本弓背蚁的基因交流,或者说秦岭地区的日本弓背蚁种群之间还没有发生明显的分化。