微卫星是基因组中以1～6个核苷酸为核心,串联重复形成的DNA序列。在进行种群遗传结构与遗传多样性研究时,微卫星作为一种高度多态的分子标记能够提供更为丰富的种群遗传学信息。疣蝗Trilophidia annulata Thunberg,1815隶属直翅目Orthoptera、斑翅蝗科Oedipodidae、疣蝗属Trilophidia,广泛分布于中国各地及相邻地区(除青藏高原外),其分布区南北跨度大,生境多样,但种下分化尚不清楚。本研究应用高通量测序技术,对疣蝗基因组微卫星信息进行分析,开发出具有高度多态性的微卫星引物,并对中国区域18个疣蝗种群进行了种群遗传学分析。主要研究结果如下:1.疣蝗基因组微卫星信息分析及多态性位点的开发本研究利用Illumina HiSeq 2000测序平台对疣蝗基因组进行随机测序共得到2.06 Gb数据,19143466个reads,平均长度为115.7 bp。利用生物信息学软件CLC Genomics Workbench de novo组装得到符合开发微卫星标记的contig 29978个。利用SCiRoKo在contig数据库中检索得到1308个微卫星位点,丰度为72.23个/Mb;疣蝗微卫星重复次数的主要变化范围在4～25次,重复单元以A、T为主。依据微卫星序列侧翼碱基,共设计引物45对;通过琼脂糖凝胶电泳,筛选出27对扩增效果良好的引物,之后利用毛细管电泳检测得到9对多态性引物。2.疣蝗种群遗传学分析利用开发的9对微卫星引物,对中国境内疣蝗18个地理种群319个个体进行遗传多样性和种群遗传结构分析,结果如下:(1)9对多态性引物在18个疣蝗种群中共扩增出71个等位基因,它们在每个位点的变化范围为3～24,平均等位基因数目为7.889。位点多态性信息含量(PIC)的变化范围为0.398至0.892,平均值为0.581;其中,除了 Orth22和Orth40两个位点低于0.5外,其余七个位点均高于0.5,属于高度多态性位点。(2)18个疣蝗种群均呈现出较高的遗传多样性,等位基因数目Na、期望杂合度He、观测杂合度Ho的均值分别为4.765、0.894、0.619。其中,广东南岭(NL)种群拥有2个特有等位基因。(3)对疣蝗进行哈代-温伯格平衡(HEW)检测,发现几乎每个种群处于HWE状态(P<0.05);基于SSM和TPM模型进行Bottleneck分析,显示少数种群在某一种检测下经历遗传瓶颈;等位基因模型变化图中只有陕西眉县(MX)等位基因频率分布图不是L型。(4)本研究中得到的疣蝗种群遗传分化系数在0.008～0.042之间,均小于0.05,提示疣蝗种群之间的分化程度较低;18个种群间的基因流值的变化范围为5.675～31.723,这远远大于Wright提出的基因流动频繁的衡量值(Nm>1);遗传距离和地理距离相关性的Mantel检验结果显示疣蝗各种群间遗传分化与地理距离呈正相关关系,说明地理距离影响基因流形成现有的遗传结构。(5)参照Nei’s遗传距离及UPGMA聚类分析的结果,所研究的18个疣蝗居群可分为3个区域,分布于长江以北的陕西长安(CA)、陕西佛坪(FP)、陕西柞水(ZS)、陕西眉县(MX)、陕西略阳(LY)、四川广安(GA)、宁夏吴忠(WZ)及山东青岛(QD)聚在一起形成一支;华南区域的广东华南农业大学(HN)、广东南岭(NL)、广西南宁(NN)、贵州紫云(ZY)还有浙江临海(LH)聚为一支;西南区域的云南宾川(BC)、云南大理(DL)、云南六库(LK)、云南景洪(JH)与海南三亚(SY)聚集在一起。(6)对疣蝗种群总体与个体遗传距离的三角矩阵进行主坐标分析(PCoA),结果显示:疣蝗各种群能够根据地理分布位置汇集到一起,这与UPGMA树的结果基本一致。(7)基于贝叶斯原理的Structure分析结果表明:18个疣蝗种群分为3组,每一组代表不同地理区域;其中长江以北区域及西南区域的颜色较为单一而华南地区的颜色混交程度较大说明这些种群间存在基因交流。对疣蝗种群遗传学分析结果表明:所研究地区的疣蝗种群遗传多样性水平较高;种群间的遗传分化不甚明显,基因交流比较频繁;各种群间的遗传距离与地理距离之间呈显著相关性;应用不同的聚类方法得到疣蝗种群遗传结构模型:长江以北区域——华南区域——西南区域。我们推测其形成原因可能有以下几点:第一,疣蝗在中国分布范围广泛,横跨热带、亚热带、温带,环境的异质性导致疣蝗形成遗传背景不同的种群,群体遗传多样性水平高;第二,我国东部地区地势较为平坦,缺乏阻碍疣蝗迁徙天然屏障,再加上疣蝗自身的飞行能力较强,以及日益频繁的人类活动都可能导致各个种群之间频繁的基因交流,种群间的遗传分化程度低;第三,现有的遗传结构模型可能是长江以北与西南的地理种群分别与华南地区的种群进行交流形成。