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稻纵卷叶螟（Cnaphalocrocis medinalis）严重威胁亚洲水稻产量，其在东南亚的传播亟待研究。研究人员分析 15 个印度邦及多个南亚国家样本的线粒体 COI 和核 ITS2 基因序列，发现印度种群遗传多样性高，明确其进化历史等，为害虫管理提供依据。
稻纵卷叶螟（
Cnaphalocrocis medinalis）是亚洲水稻种植的大敌。它广泛分布于亚洲、大洋洲和非洲的湿润热带至温带地区，能在多个国家引发虫害爆发。在印度，20 世纪 80 年代起其危害日益严重，到 90 年代已成为热带和亚热带地区的主要害虫。这种害虫主要以水稻为食，还会侵害其他禾本科作物和杂草。其幼虫会用丝线将叶片边缘折叠缝合，躲在里面取食叶片表皮，导致叶片出现白色膜状斑块，严重影响水稻光合作用，造成 30%-80% 的产量损失。而且，幼虫藏在折叠叶片内，难以被农药触及，防治难度极大。
尽管稻纵卷叶螟危害巨大，但此前针对印度各邦及亚洲国家该害虫的种群和遗传多样性研究近乎空白。为填补这一空白，推动害虫防治工作，研究人员开展了相关研究。此次研究成果发表在《Current Research in Biotechnology》上。
研究人员从印度 15 个邦及多个南亚国家收集稻纵卷叶螟幼虫样本，运用多种技术深入剖析其遗传特征。主要技术方法包括：样本采集后用绝对乙醇保存，利用 NucleoSpin? DNA Insect Kit 提取基因组 DNA；通过 PCR 扩增 COI 和 ITS2 基因，使用特定引物并遵循相应的热循环条件；对扩增产物进行 Sanger 测序；运用多种软件进行序列处理、分析，如用 FinchTV 评估色谱图质量，BioEdit 修剪低质量碱基，MEGA7 进行多序列比对和构建系统发育树，DnaSP 计算核苷酸和单倍型多样性等。
研究结果如下：
- 核苷酸信息：分析 100 条 COI 和 63 条 ITS2 基因序列发现，印度种群的 COI 和 ITS2 基因核苷酸多样性（π）和单倍型多样性（Hd）均高于其他亚洲地区。例如，COI 基因印度种群的 π 为 0.01064，ITS2 基因印度种群的 π 达 0.72087。
- 中性检验和种群历史：基于 COI 序列的中性检验显示，不同种群的遗传多样性和等位基因频率分布各异。印度种群 Tajima’s D 值显著为负（-1.88090，p < 0.05），暗示近期种群扩张或纯化选择。ITS2 序列的中性检验结果表明，中国种群 Tajima’s D 值为正（1.13268），韩国和印度种群为负，反映出区域等位基因频率模式的差异。
- 单倍型网络分析：COI 基因单倍型网络有 14 种单倍型，Hap_3 分布最广，连接多个国家的样本，暗示基因流动；同时存在区域特异性单倍型，如 Hap_6、Hap_7 等，表明区域遗传分化。ITS2 基因单倍型网络有 22 种单倍型，Hap_1 最常见，分布于多个国家；韩国和中国存在独特单倍型，印度种群则兼具共享和独特单倍型。
- AMOVA 分析：COI 基因的 AMOVA 分析表明，62.51% 的遗传变异源于种群间差异，显示出较强的种群结构。ITS2 基因 43.86% 的遗传变异来自种群间，56.14% 来自种群内，说明其种群间分化程度较低，基因流动相对频繁。
- 系统发育分析：基于 COI 基因的系统发育树显示，中国和巴基斯坦的序列形成单系分支，印度序列则分散在不同分支，呈多系分支，反映出印度种群的遗传多样性。基于 ITS2 基因的系统发育树中，中国和韩国序列形成单系分支，印度序列多系分布，体现出复杂的种群结构。
- 基序分析：COI 基因有 5 个显著基序，Motif 1、2、5 在所有种群中保守，Motif 3、4 存在地理变异和重复。ITS2 基因中，Motif 1 在印度部分地区存在，中国和韩国所有序列都有，Motif 2 - 5 在所有种群中均存在。
研究结论和讨论部分指出，印度种群呈现高 Hd 和高 π，可能处于种群平衡状态；其他地区种群呈现高 Hd 和低 π，处于种群扩张阶段。COI 和 ITS2 基因的研究结果共同揭示了稻纵卷叶螟的进化历史、迁移模式和遗传结构。这些发现对稻纵卷叶螟的防治意义重大，有助于制定更有效的害虫管理策略，如根据不同种群的遗传特征针对性地选择防治方法，合理规划农药使用，减少害虫抗药性的产生，保障水稻在不同农业气候区域的可持续生产。同时，也为后续研究环境和人为因素对其遗传分化的影响奠定了基础，有望进一步完善综合害虫管理实践。
