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谱系生物地理学是研究物种谱系的地理格局和谱系分化历史格局,并追溯其时空格局形成的相关地质历史事件及生态过程的一门学科。随着测序技术的发展,DNA序列成为谱系生物地理学应用最广泛的分子标记。目前谱系生物地理学的分析内容和方法主要包括遗传多样性分析、中性检验及种群历史动态、系统发育树重建、单倍型网络图分析、分歧时间的估算以及生态位模型的构建。基于上述分析可以推断物种在时间和空间上的演化历史和分布格局。 随着青藏高原的隆起和第四纪冰期回旋,东亚地区,特别是中国北方地区昆虫的谱系地理格局的变化研究尚少。在本研究中,选取了春尺蠖Apocheimacinerarius,一种雌蛾无翅的尺蛾,采用分子数据,包括线粒体基因组和核基因,以及生态位模型相结合的方法来探索古气候环境如何影响此地区昆虫的进化历史和种群历史动态。主要研究结果如下: 1.扩增了27个春尺蠖线粒体全基因组,完成线粒体基因组结构的分析,春尺蠖线粒体基因组全长15721bp,包括13个PCGs、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个控制区。其基因结构与碱基组成其他鳞翅目物种类似。 2.基于线粒体基因组构建的系统发育树结果显示,春尺蠖分为两大支系,西部支系和东部支系。西部支系位于中国西北地区,包括新疆及甘肃西部;东部支系位于中国华北及东北地区。 3.核基因单倍型网络图分析结果显示,没有明显的谱系分支,并且东西支系之间存在共享单倍型,但是每个支系内部同时存在各自特有的单倍型。 4.春尺蠖与分布于欧洲的同属近缘物种A.hispidaria的最近共祖时间为3.0 Ma,与青藏高原隆起时间(3.6 Ma)相吻合。另外,基于COI基因构建的系统发育树,结果显示西部支系处于系统发育树的基部,并且在单倍型网络图中与A.hispidaria更接近。 5.东西支系的最近共祖时间为0.82百万年(Ma),时间大约处于中更新世早期的最大冰期。 6.生态位模型预测结果显示,西部地区在末次最大冰期有几个分离的适宜生境,而在东部地区,整个华北平原都适宜春尺蠖生存。 7.贝斯天空线结果显示西部支系在末次最大冰期之后经历了快速的种群扩张,而东部支系的快速扩张则发生在末次最大间冰期向末次最大冰期过渡的时期。 基于以上结果得出以下结论:(1)青藏高原的隆起可能是春尺蠖物种形成的主要成因,春尺蠖可能起源于西部地区;(2)春尺蠖主要在冬季风的推动下向东扩散直到其分布区覆盖了整个中国北方;(3)由于第四纪冰期气候的波动,春尺蠖东西支系在冰期退缩到分离的避难地,并在冰后期扩张,在甘肃中部形成一个重叠分布区;(4)春尺蠖在中国东北和西北的种群具有应对冰期旋回与气温变化的不同谱系分化及种群动态历史。