福寿螺(Amupullariidea:Pomacea)是原产于南美亚马孙流域的一类大型淡水螺,目前已经入侵至亚洲、北美洲、大洋洲和欧洲的许多国家和地区,对入侵地农业生产、生态系统平衡及人类健康造成严重威胁。福寿螺于上世纪80年代传入我国,现已经成为我国南方水稻种植区的一大患害。其中,我国分布有3种福寿螺,即小管福寿螺(P.canaliculata)、斑点福寿螺(P.maculata)和Pomacea sp.(暂无中文命名),由于不同种间形态近似,种内不同地理种群间形态多样,通过外部形态特征难以实现福寿螺种类的准确、快速鉴别。此外,不同种的福寿螺在入侵过程中混杂发生。研究表明,小管福寿螺和斑点福寿螺可以发生种间杂交,并产生遗传渐渗,然而有关我国分布的福寿螺杂交及遗传渐渗情况尚未可知。本研究采集了我国南方主要分布区的福寿螺样品,包括江苏、浙江、江西、湖南、四川、重庆、贵州、云南、福建、广西、广东、海南等12省(自治区)的31个地理种群,建立了我国分布的3种福寿螺的快速鉴别技术,在此基础上深入探明了我国的福寿螺杂交型及其分布,并通过卵生物学形状比较揭示了遗传渐渗对福寿螺适合度的影响。本研究对于理解福寿螺的入侵机制及制定有效的防控措施具有重要意义。主要结果与结论如下:一、福寿螺种类快速鉴别技术研究本研究从NCBI中下载了小管福寿螺、斑点福寿螺和Pomacea sp.的线粒体全基因组序列,通过序列多重比对分析,针对种间差异较大的区段设计并筛选了针对这3种福寿螺的特异引物,通过对引物的特异性和灵敏度评价,构建了多重PCR鉴别方法。结果表明,所构建的快速鉴别技术体系,能从不同地理种群的小管福寿螺、斑点福寿螺和Pomacea sp.中分别扩增出1238 bp、901 bp和571 bp的条带,具有较强的特异性;当退火温度为60~oC时,32个扩增循环的检测灵敏度可达1 ng样品DNA量。所构建的多重PCR体系无需测序分析,可应用于福寿螺组织碎片、不同性别及不同发育阶段样品检测,具有快速准确、可实现多靶标检测等优点。二、我国外来生物福寿螺种间遗传渐渗研究针对采自我国30个地理种群的128头福寿螺样品,对其核基因EF1α(elongation factor 1-alpha)序列克隆测序,最大似然法系统发育树表明,所测序列聚成两大进化分支,分别与已发表小管福寿螺和斑点福寿螺的EF1α序列聚在一起,分别记做C型序列和M型序列,测序样品中同时含有C型和M型序列的为杂合子,记做H型。通过对所测EF1α序列多重比较分析,针对C型和M型序列间差异较大区段设计特异性引物,通过对引物的特异性和灵敏度评建了用于小管福寿螺和斑点福寿螺杂交型检测的多重PCR方法。目前已有的两种福寿螺杂交型检测技术如克隆测序和PCR-RFLP方法,检测时间分别需要5天左右和4~5h,本研究构建的杂交型检测方法缩短至2~3h。结合已建立的福寿螺种类快速检测技术,可以对小管福寿螺和斑点福寿螺种内C、M、H型样品进行快速鉴别。结合EF1α测序及所建立的杂交型多重PCR检测技术,对采自我国12个省(自治区)30个地理种群的276头福寿螺样品进行杂交型检测。结果表明,我国分布的福寿螺发生了广泛的遗传渐渗,并形成不同的杂交型,包括小管福寿螺种内的C、M和H型和斑点福寿螺种内的C型和H型,没有检测到斑点福寿螺种内的M型。其中,小管福寿螺的H型分布最广,分布于28个地理种群;占研究总数的61.6%,推测遗传渐渗可能增强了小管福寿螺的入侵力和适合度,显现出杂种优势。三、遗传渐渗对福寿螺卵生物学性状影响本研究从野外采集了杭州西湖、杭州江干、台州温岭种群的福寿螺卵块,并获取了日本的“纯种”小管福寿螺种群和美国的“纯种”斑点福寿螺种群卵块。在分子鉴定明确种类的基础上,比较分析发生遗传渐渗的中国种群与“纯种”种群在卵块的卵粒数目、孵化率及幼螺螺高等生物学性状差异。结果表明遗传渐渗提升了小管福寿螺种群的繁殖力和适合度,是导致小管福寿螺在我国广泛分布的原因之一。此外通过对日本的“纯种”小管福寿螺种群和美国的“纯种”斑点福寿螺种群开展杂交实验,结果表明两种福寿螺不发生交配,或交配后杂交子不能孵化,表明小管福寿螺与斑点福寿螺存在生殖隔离,入侵地检测到的两种福寿螺的种间遗传渐渗可能在传入之前已发生。