基于DNA宏条形码的江苏宿迁高粱-小麦轮作农田节肢动物群落长期动态

　　摘要： 农田节肢动物群落动态是理解天敌–害虫互作关系和评估自然控害潜力的重要基础, 但高粱-小麦轮作系统的长期连续监测资料仍较少。本研究以江苏宿迁一处高粱-小麦轮作长期定位样地为对象, 于2019–2023年利用马来氏网(Malaise trap)连续采集节肢动物样本, 并基于COI (cytochrome c oxidase subunit I)基因DNA宏条形码技术对64组样本进行可操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)聚类和分类注释, 分析不同年份、季节和作物阶段节肢动物群落组成、多样性及主要天敌类群相对丰度变化, 并结合气象数据探讨其与降水量、温度和日照时数的关系。结果表明: (1)双翅目为该样地节肢动物群落中的主要优势类群, 其中食蚜蝇科和瓢虫科为主要天敌类群; (2) OTU层面α多样性无显著年际差异(P > 0.05), 但在季节间存在显著差异(P < 0.05), 夏季多样性相对较高, 且与温度呈显著正相关(P < 0.01); (3) β多样性分析表明, 高粱季与小麦季的样本群落组成的主坐标分析(principal coordinates analysis, PCoA)存在显著差异(P < 0.001); (4)主要天敌类群的相对丰度与部分气象因子存在相关关系, 其中食蚜蝇科相对丰度与日照时数呈显著正相关(P < 0.05), 而与降水量、温度呈显著负相关(P < 0.01), 瓢虫科相对丰度表现出一定的季节性波动; (5)混合效应模型显示, 在将年份作为随机效应纳入控制后, 作物类型和季节的单一主效应均不显著, 但不同作物-季节组合在2019–2023年间呈现出差异化变化趋势, 提示该样地节肢动物群落动态可能受作物更替、季节转换和年际环境波动的共同影响。本研究提供了该样地5年连续监测资料, 但因缺乏空间重复和对照样地, 且DNA宏条形码相对丰度不能直接等同于个体数量, 相关结果主要反映该监测样地的长期动态特征, 不宜作为高粱-小麦轮作系统的一般规律。