探寻南京白纹伊蚊的遗传密码：种群遗传学的深度剖析

探寻南京白纹伊蚊的遗传密码：种群遗传学的深度剖析一、引言1.1研究背景白纹伊蚊（Aedesalbopictus），又称亚洲虎蚊，起源于东南亚，是一种全球性分布的重要医学媒介昆虫，已扩散至全球热带、亚热带和温带的70多个国家和地区。其分布范围的不断扩大，主要归因于国际贸易和旅游业的蓬勃发展。例如，废旧轮胎等贸易商品的运输，为白纹伊蚊的远距离传播提供了便利条件，因为这些轮胎积水恰好是白纹伊蚊理想的孳生场所。白纹伊蚊具有极强的攻击性，叮咬后会引发人体强烈的不适反应。其唾液中含有的多种生物活性物质，如组胺、激肽等，在注入人体后，会导致皮肤出现红肿、瘙痒、疼痛等症状，严重时可引发全身性皮炎，抓破后还容易引发溃疡感染。更为严重的是，白纹伊蚊是多种病原体的重要传播媒介，能够传播登革热、黄热病、基孔肯雅热及寨卡病毒病等多种疾病。以登革热为例，在过去几十年间，全球登革热的发病率和流行范围呈显著上升趋势。据世界卫生组织（WHO）统计，每年全球有超过3.9亿人感染登革热病毒，其中约9600万人出现明显症状。在我国，登革热疫情也时有发生，广东、云南等南方省份是高发地区。2014年，广东省爆发的登革热疫情，累计报告病例数超过4万例，给当地居民的健康和社会经济带来了沉重负担。此外，白纹伊蚊还可传播基孔肯雅热，这种疾病在非洲、亚洲和印度洋地区多次爆发，患者会出现发热、关节疼痛、皮疹等症状，严重影响生活质量。寨卡病毒病也曾在美洲地区大规模流行，引发了全球关注，孕妇感染寨卡病毒后，可能导致胎儿出现小头畸形等严重出生缺陷。在我国，白纹伊蚊的分布极为广泛，北至辽宁，南至海南，西至云南，东至沿海地区，均有其踪迹。江苏省位于中国东部沿海地区，属于白纹伊蚊传播范围较广的地区之一。南京市作为江苏省的省会，地处长江下游中部富庶地区，地理环境优越，人口密集，城市建设和经济发展迅速。然而，这种快速发展也为白纹伊蚊的生存和繁殖提供了有利条件。城市中的建筑工地、公园、居民区等场所存在大量的积水容器，如花盆托盘、花瓶、废旧轮胎等，这些都是白纹伊蚊理想的孳生环境。近年来，南京市曾多次出现因白纹伊蚊传播疾病而引发的公共卫生事件。例如，在夏季高温多雨季节，登革热病例时有散发，给当地居民的健康带来了潜在威胁。此外，随着全球气候变化和城市化进程的加速，白纹伊蚊的种群数量和分布范围可能会进一步扩大，其传播疾病的风险也将随之增加。因此，深入研究南京市白纹伊蚊的种群遗传学特征，对于了解其种群动态、传播规律以及制定有效的防控策略具有重要意义。1.2研究目的本研究聚焦南京市白纹伊蚊，旨在运用先进的分子生物学技术和群体遗传学分析方法，深入剖析其种群遗传多样性、遗传结构及其影响因素，从而为制定精准有效的白纹伊蚊防控策略提供坚实的科学依据。具体而言，本研究将通过对南京市不同区域白纹伊蚊样本的采集，利用线粒体基因和微卫星DNA等分子标记，精确测定其遗传多样性水平，包括基因多态性、单倍型多样性和核苷酸多样性等指标，以全面了解种群内的遗传变异程度。同时，借助STRUCTURE、DAPC等群体遗传学分析软件，深入探究南京市白纹伊蚊的遗传结构，明确不同种群间的遗传分化程度和基因交流情况，揭示其潜在的种群遗传格局。此外，本研究还将综合考虑地理环境、气候因素以及人类活动等多方面因素，运用冗余分析（RDA）、距离隔离分析（IBD）等统计方法，深入探究这些因素对南京市白纹伊蚊种群遗传多样性和遗传结构的影响机制。地理环境方面，研究不同地形地貌（如山地、平原、水域等）对白纹伊蚊种群扩散和基因交流的阻碍或促进作用；气候因素上，分析温度、降水、湿度等气象条件对其繁殖、生存和种群动态的影响；人类活动层面，探讨城市化进程、交通网络建设以及人口流动等因素如何改变白纹伊蚊的生存环境和传播途径，进而影响其种群遗传学特征。通过本研究，有望揭示南京市白纹伊蚊种群遗传多样性和遗传结构的形成机制，明确影响其种群动态的关键因素，为制定因地制宜的白纹伊蚊防控策略提供科学指导。这不仅有助于减少白纹伊蚊的种群数量，降低其传播疾病的风险，保障南京市居民的身体健康，还能为其他地区白纹伊蚊的研究和防控提供有益的借鉴和参考，具有重要的理论和实践意义。1.3研究意义本研究对南京市白纹伊蚊种群遗传学展开深入探究，无论是在理论层面，还是实践应用方面，均具有极为重要的意义。从理论层面来看，种群遗传学旨在揭示生物种群内遗传变异的分布与变化规律，以及这些变异如何在自然选择、遗传漂变、基因流等因素的作用下，推动物种的进化与适应。白纹伊蚊作为一种具有重要医学意义的昆虫，其种群遗传学研究尚存在诸多未知领域。本研究通过对南京市白纹伊蚊种群的遗传多样性和遗传结构进行全面分析，能够为种群遗传学理论体系的完善提供丰富的数据支持和实证案例。例如，在遗传多样性研究方面，本研究利用线粒体基因和微卫星DNA等分子标记，精确测定南京市白纹伊蚊种群的基因多态性、单倍型多样性和核苷酸多样性等指标，有助于深入了解该种群在分子水平上的遗传变异程度，为进一步研究其遗传进化历程奠定基础。在遗传结构分析中，借助STRUCTURE、DAPC等群体遗传学分析软件，明确不同种群间的遗传分化程度和基因交流情况，能够揭示其潜在的种群遗传格局，为探讨物种形成和进化机制提供重要线索。此外，本研究还将综合考虑地理环境、气候因素以及人类活动等多方面因素，运用冗余分析（RDA）、距离隔离分析（IBD）等统计方法，深入探究这些因素对南京市白纹伊蚊种群遗传多样性和遗传结构的影响机制，从而丰富了种群遗传学中关于环境与遗传相互作用的研究内容。从实践应用角度出发，白纹伊蚊作为登革热、黄热病、基孔肯雅热及寨卡病毒病等多种疾病的传播媒介，对人类健康构成了严重威胁。深入了解其种群遗传学特征，对于制定科学有效的防控策略具有至关重要的指导作用。首先，明确南京市白纹伊蚊的遗传多样性和遗传结构，有助于准确识别不同种群的来源和扩散路径。通过分析遗传标记，能够追踪白纹伊蚊的传播轨迹，确定其可能的引入地点和传播方向，为疫情监测和预警提供关键信息。例如，在登革热疫情爆发时，通过对病毒传播媒介白纹伊蚊的种群遗传学分析，可以快速判断病毒的传播途径，及时采取针对性的防控措施，如在传播路径上加强蚊虫消杀、开展环境整治等，有效阻断病毒的传播链条，降低疫情扩散风险。其次，研究影响白纹伊蚊种群遗传多样性和遗传结构的因素，能够为制定精准的防控措施提供科学依据。例如，了解地理环境对白纹伊蚊种群扩散和基因交流的阻碍或促进作用后，可以根据不同地形地貌特点，合理规划防控区域和防控措施。在山地等自然屏障较多的地区，可以加强对局部区域的蚊虫控制，防止白纹伊蚊在不同区域间的扩散；在平原等人口密集、交通便利的地区，则需要加大防控力度，加强环境卫生管理，减少蚊虫孳生场所。分析气候因素对其繁殖、生存和种群动态的影响后，可以根据季节变化和气象条件，提前制定防控计划。在高温多雨季节，白纹伊蚊繁殖速度加快，此时应加强蚊虫监测和消杀工作；在寒冷季节，可针对白纹伊蚊卵和幼虫的耐寒特性，采取相应的防控措施，降低其越冬存活率。考虑人类活动对其生存环境和传播途径的改变后，可以通过加强城市规划和管理，减少人为因素对白纹伊蚊孳生和传播的影响。例如，合理规划建筑工地、垃圾处理场等场所，加强对废旧轮胎、积水容器等蚊虫孳生源头的管理，减少白纹伊蚊的生存空间。综上所述，本研究对南京市白纹伊蚊种群遗传学的研究，不仅在理论上能够丰富种群遗传学知识，推动相关学科的发展，而且在实践中能够为制定科学有效的白纹伊蚊防控策略提供坚实的科学依据，对于保障公众健康、维护社会稳定和促进经济发展具有重要意义。二、白纹伊蚊概述2.1生物学特性白纹伊蚊在昆虫分类学上隶属双翅目蚊科伊蚊属，具有鲜明的生物学特性，在形态、生活史及繁殖习性等方面均有独特表现。在形态特征方面，白纹伊蚊体型小巧，雌蚊体长约为3-7毫米，雄蚊略小。其身体颜色以黑色为主，体表布有白色斑纹，好似身着虎纹装，故而得名“亚洲虎蚊”。头部的复眼硕大且呈黑色，触角细长，鞭节上生有众多感觉器，这使其对周围环境中的化学信号、温度、湿度等变化极为敏感，能够精准地探测到宿主的存在。在胸部，中胸背板上有一条醒目的银白窄鳞形成的中央纵条，前端后伸并略为细削，在小盾片前区分叉，部分个体在分叉前中断，叉枝两侧还各有一对白色亚短中线，这一独特的斑纹特征是鉴别白纹伊蚊的重要依据之一。其翅膀呈透明状，翅脉上覆盖着深褐色鳞片，仅前缘脉基端有一白点，平衡棒结节具黑鳞。腿部细长，各足股节都有明显膝白斑，前股和中股的腹面和后面有不同程度的白色区，后股前面基部3/4有宽白纵条，愈向基部愈宽，后面的白色区较短，通常约占全节的基部一半。后足跗节1-4有基白环，跗节5全白或大部白色。白纹伊蚊的生活史历经卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段，属于完全变态发育。卵呈长椭圆形，长约0.5-1毫米，宽约0.2-0.3毫米，刚产出时为淡黄色，随后逐渐变为深褐色。卵具有较强的抗逆性，在干燥环境下可存活数月之久，一旦遇到适宜的积水环境，便会迅速吸水膨胀，启动孵化过程。幼虫俗称孑孓，身体细长，分为头部、胸部和腹部。头部具有一对发达的触角和咀嚼式口器，用于感知周围环境和摄取食物。幼虫阶段通常需要经历四次蜕皮，每次蜕皮后体型都会显著增大。在适宜的温度和食物条件下，幼虫期一般持续5-10天。蛹为逗点状，不摄食但可在水中游动，通过一对呼吸管进行气体交换。蛹期较短，一般为2-3天，随后羽化为成虫。白纹伊蚊的繁殖习性也较为特殊。雌蚊通常需要吸食血液以获取足够的营养来发育卵巢和产卵。它们具有多次吸血特性，随着时间的延长，多次吸血率增高。吸血对象广泛，包括人类、哺乳动物、鸟类等。白纹伊蚊的吸血时间多集中在白天，尤其是日出前后和日落前，这与人们的户外活动时间高度重叠，增加了其传播疾病的风险。雌蚊吸血后，会寻找适宜的积水场所产卵。其产卵场所十分广泛，包括家庭户内水生植物花瓶、居民区外环境贮水池、缸盆等，植物容器（如竹筒、树洞、叶腋等）更是它们最普遍的滋生场所。此外，公园、宾馆的积水盆景，废品堆放点和其它地方的废旧轮胎，建筑工地的长期积水，陶罐存放处的坛罐都是城市白纹伊蚊的主要孳生地。白纹伊蚊像很多蚊虫一样，不吸血也能产卵，只是产的卵数量比较少，吸血后的蚊子产卵数量能比不吸血的时候多100倍。在适宜的环境条件下，一只雌蚊一生可产卵2-3次，每次产卵量约为50-200粒。2.2传播疾病白纹伊蚊作为重要的医学媒介昆虫，在病毒传播和疾病扩散中扮演着极为关键的角色，对人类健康构成了严重威胁。登革热是白纹伊蚊传播的主要疾病之一，由登革病毒引发，是一种主要通过伊蚊叮咬传播的急性虫媒传染病。其临床症状表现多样，轻者可能仅有发热、头痛、肌肉关节疼痛等症状，重者则可能出现出血倾向、休克甚至死亡。据世界卫生组织（WHO）统计，全球每年约有3.9亿人感染登革热病毒，其中约9600万人出现明显症状。在我国，登革热疫情主要集中在南方地区，如广东、广西、云南等地。2014年，广东省爆发的登革热疫情，累计报告病例数超过4万例，给当地居民的健康和社会经济带来了沉重负担。白纹伊蚊在吸食登革热患者血液后，病毒会在其体内进行复制和增殖，当蚊子再次叮咬健康人时，就会将病毒传播给新的宿主，从而导致疾病的传播和扩散。研究表明，白纹伊蚊对登革热病毒具有较高的传播效率，其唾液腺中的病毒载量在感染后的数天内会迅速增加，使得蚊子具备更强的传播能力。寨卡病毒病也是由白纹伊蚊传播的一种病毒性疾病。孕妇感染寨卡病毒后，病毒可通过胎盘传播给胎儿，导致胎儿出现小头畸形等严重出生缺陷。2015-2016年，寨卡病毒在美洲地区大规模流行，引发了全球关注。据统计，在寨卡病毒疫情严重的巴西，小头畸形病例数在疫情期间大幅增加。白纹伊蚊通过叮咬感染寨卡病毒的患者，将病毒摄入体内，经过一段时间的增殖后，再叮咬其他人群，从而实现病毒的传播。寨卡病毒在白纹伊蚊体内的感染和传播机制较为复杂，涉及病毒与蚊子细胞表面受体的相互作用以及病毒在蚊子体内的免疫逃逸等过程。研究发现，寨卡病毒可以在白纹伊蚊的中肠、唾液腺等组织中高效复制，并且能够通过垂直传播的方式传递给下一代蚊子，进一步增加了病毒传播的风险。基孔肯雅热同样是白纹伊蚊传播的疾病之一，患者会出现发热、关节疼痛、皮疹等症状，严重影响生活质量。在非洲、亚洲和印度洋地区，基孔肯雅热曾多次爆发。2005-2006年，印度洋岛国科摩罗爆发基孔肯雅热疫情，超过三分之一的人口受到感染。白纹伊蚊在传播基孔肯雅热病毒时，病毒首先在蚊子的中肠上皮细胞中感染和复制，随后扩散到其他组织，如唾液腺，当蚊子再次叮咬人类时，就会将病毒注入人体，引发感染。研究表明，基孔肯雅热病毒在白纹伊蚊体内的传播效率与病毒的基因型、蚊子的生理状态以及环境因素等密切相关。例如，某些基因型的基孔肯雅热病毒在白纹伊蚊体内的复制速度更快，传播能力更强；而蚊子在适宜的温度和湿度条件下，其感染和传播病毒的能力也会增强。除上述疾病外，白纹伊蚊还可能传播乙型脑炎病毒、西尼罗病毒等，这些病毒感染人体后，可能导致神经系统受损，引发脑炎、脑膜炎等严重疾病，给患者的生命健康带来极大危害。例如，乙型脑炎病毒主要通过白纹伊蚊在夏季传播，患者会出现高热、抽搐、昏迷等症状，病死率较高，幸存者也可能留下严重的后遗症。西尼罗病毒在一些地区也有传播，感染后部分患者会出现发热、头痛、肌肉疼痛等症状，少数患者会发展为严重的神经系统疾病。白纹伊蚊传播这些病毒的机制与其他病毒类似，都是通过吸食感染病毒的宿主血液，在体内完成病毒的复制和增殖后，再将病毒传播给新的宿主。不同病毒在白纹伊蚊体内的感染、复制和传播过程存在一定差异，这与病毒的生物学特性、蚊子的免疫反应以及环境因素等多种因素有关。2.3分布范围白纹伊蚊起源于东南亚地区，凭借其强大的适应能力和传播能力，如今已广泛分布于全球70多个国家和地区，涵盖热带、亚热带和温带等多个气候带。在美洲，自1985年白纹伊蚊首次在得克萨斯州被发现后，便迅速扩散至美国南部、中部和东部的大部分地区，甚至向北蔓延至加拿大南部边境。在欧洲，意大利、法国、瑞士等国家也相继发现白纹伊蚊的踪迹，其传播途径主要与国际贸易和旅游业的发展密切相关，如废旧轮胎的进口、旅客携带的受污染物品等。在非洲，白纹伊蚊已在多个国家建立种群，对当地的公共卫生构成了潜在威胁。在我国，白纹伊蚊的分布范围极为广泛，北起辽宁，南至海南，西至云南，东至沿海地区，几乎涵盖了我国大部分省份。其分布界限大致位于北纬40°以南地区，这主要是由于白纹伊蚊对温度和湿度较为敏感，北方寒冷干燥的气候条件不利于其生存和繁殖。在南方地区，白纹伊蚊的种群密度相对较高，尤其是在广东、广西、海南等热带和亚热带省份，这些地区气候温暖湿润，植被丰富，为白纹伊蚊提供了理想的生存环境。此外，随着全球气候变暖以及城市化进程的加速，白纹伊蚊的分布范围有逐渐向北扩展的趋势。南京市地处长江下游中部富庶地区，属于亚热带季风气候，四季分明，夏季高温多雨，冬季温和少雨。这种气候条件以及城市复杂的地理环境，为白纹伊蚊的生存和繁殖提供了有利条件。在南京市，白纹伊蚊广泛分布于各个城区和郊区。其中，城区的公园、居民区、学校、医院等人口密集区域，由于存在大量的积水容器，如花盆托盘、花瓶、废旧轮胎等，成为白纹伊蚊的主要孳生地。例如，玄武湖公园、莫愁湖公园等大型公园，植被茂密，水域面积较大，为白纹伊蚊提供了丰富的栖息和繁殖场所。居民区中的老旧小区，由于基础设施相对薄弱，环境卫生管理不到位，也容易滋生白纹伊蚊。在郊区，农村地区的池塘、稻田、沟渠等自然水体周边，以及禽畜养殖场、垃圾堆放点等场所，同样是白纹伊蚊的常见分布区域。此外，随着城市建设的不断推进，建筑工地的增多也为白纹伊蚊的繁殖创造了条件，建筑工地上的积水坑、水桶等容器，常常成为白纹伊蚊的孳生源头。白纹伊蚊在南京市的分布还呈现出一定的季节性变化。在春季，随着气温的逐渐升高，白纹伊蚊开始从越冬场所复苏，种群数量逐渐增加。夏季是白纹伊蚊繁殖的高峰期，高温多雨的气候条件使得蚊虫的繁殖速度加快，种群密度迅速上升。在这个季节，白纹伊蚊的活动范围也更为广泛，对居民的生活影响较大。秋季，随着气温的下降，白纹伊蚊的繁殖速度逐渐减缓，种群数量开始减少。冬季，白纹伊蚊以卵的形式在各种积水容器底部或土壤中越冬，此时其分布范围相对缩小，主要集中在一些相对温暖、避风的场所。三、研究方法3.1样本采集为全面、准确地获取南京市白纹伊蚊的种群遗传学信息，本研究于2023年5月至10月，在南京市的6个不同区域开展了白纹伊蚊样本采集工作。这6个区域分别为玄武区、秦淮区、建邺区、鼓楼区、栖霞区和江宁区，涵盖了南京市的中心城区、商业区、居民区、文教区以及城乡结合部等不同功能区域，具有广泛的代表性。在玄武区，选取了玄武湖公园、南京林业大学、珠江路电子一条街等具有代表性的地点进行采样。玄武湖公园植被丰富，水域面积较大，为白纹伊蚊提供了良好的栖息和繁殖环境；南京林业大学作为文教区，人员密集，校园内绿化较多，存在多种白纹伊蚊孳生场所；珠江路电子一条街是南京市的商业中心之一，人流量大，周边环境复杂，包括大量的商铺、写字楼和居民区，也是白纹伊蚊可能的分布区域。在秦淮区，选择了夫子庙景区、老门东历史文化街区、秦虹小区等地进行采样。夫子庙景区和老门东历史文化街区是南京的著名旅游景点，游客众多，古建筑和街巷密集，积水容器较多，容易孳生白纹伊蚊；秦虹小区作为老旧居民区，基础设施相对薄弱，环境卫生管理难度较大，也是白纹伊蚊的常见孳生地。建邺区的采样点包括河西中央商务区、南京国际博览中心、莫愁湖公园等。河西中央商务区是南京市的新兴商业区，高楼林立，建筑工地和绿化景观较多，为白纹伊蚊的生存和繁殖提供了多样化的环境；南京国际博览中心举办各类大型展会，人员流动频繁，周边环境复杂；莫愁湖公园景色优美，水域和植被资源丰富，是白纹伊蚊的潜在栖息地。鼓楼区的采样地点有南京大学鼓楼校区、湖南路商业街、挹江门社区等。南京大学鼓楼校区作为高等学府，校园内生态环境多样，学生和教职工活动频繁；湖南路商业街是商业繁华地段，人员密集，商业活动丰富，周边居民小区众多；挹江门社区是典型的居民区，居民日常生活产生的积水容器为白纹伊蚊提供了孳生条件。栖霞区选取了仙林大学城、南京经济技术开发区、燕子矶公园等地进行采样。仙林大学城汇聚了多所高校，学生数量众多，校园和周边配套设施齐全，存在大量白纹伊蚊孳生的可能；南京经济技术开发区是产业集中区域，工厂和企业较多，人员和物资流动频繁，可能成为白纹伊蚊传播的途径；燕子矶公园临江而建，自然环境优美，植被和水域资源丰富，是白纹伊蚊的适宜生存场所。江宁区的采样点包括江宁万达广场、南京江宁经济技术开发区、方山风景区等。江宁万达广场是商业综合体，人流量大，周边居民区和商业区交错；南京江宁经济技术开发区是江宁区的重要产业发展区域，企业众多，人员和物资流动频繁；方山风景区自然生态良好，山林和水域资源丰富，为白纹伊蚊的生存和繁殖提供了条件。每个区域设置3-5个采样点，在每个采样点，采用人诱停落法和诱蚊灯法相结合的方式进行样本采集。人诱停落法由经过专业培训的采样人员在选定的采样点暴露小腿，静止不动，吸引白纹伊蚊叮咬，待蚊子停落并开始吸血时，用电动吸蚊器迅速捕捉。这种方法能够直接采集到正在寻找宿主吸血的白纹伊蚊，反映其在自然环境中对人类的趋性和活动规律。诱蚊灯法则是利用白纹伊蚊对特定波长光线的趋性，在采样点放置功率为30W的诱蚊灯，于日落前后开启，持续工作至次日清晨，收集诱捕到的白纹伊蚊。诱蚊灯可以在较大范围内吸引白纹伊蚊，增加样本采集的数量和多样性。在每个采样点，每天分别在上午9-11时和傍晚17-19时进行人诱停落法采样，每次采样时间为30分钟；同时，每晚开启诱蚊灯进行整夜诱捕。每次采样结束后，将捕获的白纹伊蚊立即放入装有75%乙醇的样本瓶中，并标注采集地点、时间、采样方法等详细信息。通过上述采样方法，本研究共采集到白纹伊蚊样本500余只。在对样本进行形态学鉴定，确保均为白纹伊蚊后，将样本保存于-80℃冰箱中，以备后续实验分析使用。这些样本的成功采集，为深入研究南京市白纹伊蚊的种群遗传学特征奠定了坚实基础。3.2DNA提取与检测将采集并保存于-80℃冰箱中的白纹伊蚊样本取出，采用QIAGENDNeasyBlood&TissueKit试剂盒进行DNA提取，具体步骤严格按照试剂盒说明书进行操作。首先，将单个白纹伊蚊样本放入1.5mL离心管中，加入180μLBufferATL和20μL蛋白酶K，涡旋振荡使样本充分混匀，确保BufferATL和蛋白酶K与样本充分接触。随后，将离心管置于56℃恒温金属浴中孵育1-3小时，期间每隔15-30分钟取出涡旋振荡10-15秒，以促进样本的消化裂解，使细胞内的DNA充分释放到溶液中。孵育完成后，可见溶液变得澄清，样本组织完全裂解。接着，向离心管中加入200μLBufferAL，涡旋振荡混匀15-20秒，此时溶液中会发生一系列化学反应，使DNA与蛋白质等杂质分离。再加入200μL无水乙醇，涡旋振荡混匀15-20秒，无水乙醇的加入能够促使DNA沉淀，形成絮状物质。将上述混合液转移至DNeasyMiniSpinColumn中，12000rpm离心1-2分钟，使DNA吸附在硅胶膜上，而杂质则随液体流出。弃去收集管中的废液，向SpinColumn中加入500μLBufferAW1，12000rpm离心1-2分钟，以清洗硅胶膜上残留的杂质。再次弃去收集管中的废液，向SpinColumn中加入500μLBufferAW2，12000rpm离心3-5分钟，进一步去除杂质，确保DNA的纯度。将SpinColumn转移至新的1.5mL离心管中，向SpinColumn中央加入200μLBufferAE，室温静置5-10分钟，使BufferAE充分浸润硅胶膜，以便洗脱吸附在膜上的DNA。12000rpm离心1-2分钟，收集含有DNA的洗脱液，此洗脱液即为提取的白纹伊蚊基因组DNA。提取得到的DNA采用1%琼脂糖凝胶电泳进行检测，以评估其质量和完整性。在电泳前，先配制1%的琼脂糖凝胶，称取1g琼脂糖粉末，加入100mL1×TAE缓冲液，加热搅拌至琼脂糖完全溶解，待溶液冷却至50-60℃时，加入5μLGoldView核酸染料，轻轻摇匀后倒入凝胶模具中，插入梳子，待凝胶凝固。取5μLDNA样本与1μL6×LoadingBuffer混合，将混合液加入凝胶孔中，同时在相邻孔中加入DNAMarker作为分子量标准。在1×TAE缓冲液中，100-120V电压下电泳30-40分钟，使DNA在凝胶中充分迁移。电泳结束后，将凝胶置于凝胶成像系统中观察并拍照，若DNA条带清晰，无明显拖尾现象，则表明DNA质量较好，完整性较高，可用于后续实验。采用NanoDrop2000超微量分光光度计对提取的DNA进行浓度和纯度测定。将2μLDNA样本滴加到NanoDrop2000的检测平台上，点击测量按钮，仪器自动检测DNA的浓度、A260/A280比值和A260/A230比值。一般来说，高质量的DNA样本A260/A280比值应在1.8-2.0之间，表明DNA纯度较高，蛋白质等杂质含量较低；A260/A230比值应大于2.0，若该比值过低，可能存在多糖、盐离子等杂质污染。根据测定结果，将DNA浓度调整至50-100ng/μL，保存于-20℃冰箱中备用。3.3微卫星标记分析本研究选取了10个多态性较高的微卫星位点，用于分析南京市白纹伊蚊的遗传多样性。这些微卫星位点是基于前期相关研究以及公共数据库中的信息筛选而来，它们在白纹伊蚊基因组中具有较高的多态性和稳定性，能够有效地反映种群的遗传变异情况。针对每个微卫星位点，根据其侧翼保守序列，利用PrimerPremier5.0软件设计特异性引物。引物设计过程中，充分考虑引物的长度、GC含量、退火温度等因素，确保引物的特异性和扩增效率。引物长度一般设定为18-25bp，GC含量在40%-60%之间，退火温度在55-65℃范围内。设计完成后，由生工生物工程（上海）股份有限公司合成引物。PCR扩增反应在25μL的体系中进行，其中包含10×PCRBuffer2.5μL，2.5mmol/LdNTPs2μL，10μmol/L上下游引物各0.5μL，5U/μLTaqDNA聚合酶0.2μL，模板DNA50-100ng，用ddH₂O补足至25μL。反应条件为：94℃预变性5分钟；94℃变性30秒，根据不同引物的退火温度进行退火30秒，72℃延伸30秒，共进行35个循环；最后72℃延伸10分钟，4℃保存。为确保扩增结果的准确性，每个样本均设置3个重复，并同时设置阴性对照（以ddH₂O代替模板DNA）和阳性对照（已知白纹伊蚊DNA样本）。PCR扩增产物通过8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳进行检测。首先，配制8%的聚丙烯酰胺凝胶，将丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺按一定比例混合，加入TEMED和过硫酸铵引发聚合反应。待凝胶凝固后，将其放入电泳槽中，加入1×TBE缓冲液。取5μLPCR扩增产物与1μL6×LoadingBuffer混合，然后加入凝胶加样孔中，同时在相邻孔中加入DNAMarker作为分子量标准。在1×TBE缓冲液中，150-200V电压下电泳2-3小时，使DNA片段在凝胶中充分分离。电泳结束后，将凝胶浸入银染液中染色15-20分钟，再用显影液显影，直至DNA条带清晰可见，最后用蒸馏水冲洗凝胶，晾干后拍照记录。通过微卫星标记分析，可以获得每个样本在各个微卫星位点上的基因型信息。利用这些信息，可以计算一系列遗传多样性指标，如等位基因数（Na）、有效等位基因数（Ne）、观察杂合度（Ho）、期望杂合度（He）和多态信息含量（PIC）等。等位基因数反映了种群中基因的丰富程度，有效等位基因数则考虑了等位基因的频率分布，更能准确地反映基因的多样性。观察杂合度是指实际观察到的杂合子频率，期望杂合度是在哈迪-温伯格平衡假设下计算得到的杂合子频率，两者的差异可以反映种群中是否存在近亲繁殖或其他遗传因素的影响。多态信息含量用于衡量微卫星位点的多态性程度，PIC值大于0.5表示该位点具有高度多态性，0.25-0.5之间表示中度多态性，小于0.25表示低度多态性。通过这些遗传多样性指标的计算和分析，可以全面了解南京市白纹伊蚊种群的遗传多样性水平，为后续的遗传结构分析和种群动态研究提供重要数据支持。3.4数据分析方法本研究借助多种专业数据分析软件，对获取的实验数据进行深入剖析，以全面揭示南京市白纹伊蚊的种群遗传学特征。利用PopGene3.2软件对微卫星标记数据进行处理，计算一系列关键的遗传多样性指标。通过PopGene软件的相关功能模块，准确计算出等位基因数（Na），该指标直观反映了种群中基因的丰富程度，即不同等位基因的数量。有效等位基因数（Ne）的计算则综合考虑了等位基因的频率分布，能更精准地反映基因的多样性，其计算公式基于等位基因频率，通过特定算法得出。观察杂合度（Ho）是实际观察到的杂合子频率，通过统计样本中杂合子的数量与总样本数的比例获得；期望杂合度（He）依据哈迪-温伯格平衡假设，利用软件内置的公式进行计算，两者的差异可用于判断种群中是否存在近亲繁殖或其他遗传因素的影响。多态信息含量（PIC）用于衡量微卫星位点的多态性程度，PopGene软件根据位点的等位基因频率和数量，运用相应公式计算PIC值，PIC值大于0.5表示该位点具有高度多态性，0.25-0.5之间表示中度多态性，小于0.25表示低度多态性。此外，还通过该软件计算遗传分化系数（Fst），Fst值的范围在0-1之间，0表示种群间无遗传分化，1表示种群间完全分化，通过分析Fst值，可以了解不同种群间的遗传分化程度。使用STRUCTURE2.3.4软件进行种群遗传结构分析。将微卫星标记数据按照软件要求的格式整理后导入软件，设置相关参数，如K值（代表种群数量）的取值范围从1到10，每个K值进行多次独立运行（如5次），每次运行设置燃烧期（burn-inperiod）为100000步，马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）迭代次数为500000步。运行结束后，根据软件输出的结果，利用Evanno方法确定最优的K值，即最能反映种群真实遗传结构的种群数量。通过分析不同个体在不同假定种群中的遗传组成比例，以柱状图的形式展示种群遗传结构，直观地呈现不同种群间的遗传关系和基因交流情况。运用主成分分析（PCA）方法，借助R语言中的adegenet包对微卫星数据进行分析。首先将数据转换为适合分析的格式，然后利用adegenet包中的dudi.pca函数进行主成分分析。通过分析主成分的贡献率和得分，将样本在二维或三维空间中进行可视化展示，不同种群的样本在空间中的分布情况可以反映它们之间的遗传差异和相似性，从而揭示种群的遗传结构和分化趋势。采用Arlequin3.5软件进行分子方差分析（AMOVA），进一步评估种群间和种群内的遗传变异分布情况。将微卫星数据按照种群分组后导入软件，设置分析参数，如选择合适的遗传距离模型（如Jaccard距离）。软件运行后，会输出方差分析结果，包括种群间方差分量、种群内方差分量以及它们各自所占的比例。通过比较这些方差分量，可以明确遗传变异主要来源于种群间还是种群内，从而深入了解种群的遗传结构和分化程度。利用距离隔离分析（IBD）探究地理距离与遗传距离之间的关系。使用GenAlEx6.5软件计算两两样本间的遗传距离（如Nei's遗传距离），同时获取样本的地理坐标信息，计算两两样本间的地理距离（如欧氏距离）。然后将遗传距离和地理距离数据导入R语言，利用ecodist包中的mantel.test函数进行Mantel检验，检验地理距离与遗传距离之间是否存在显著的相关性。若存在显著正相关，则表明地理距离是影响种群遗传结构的重要因素，即随着地理距离的增加，种群间的遗传差异也增大。四、南京市白纹伊蚊种群遗传多样性分析4.1遗传多样性指标通过PopGene3.2软件对10个微卫星位点的数据分析，全面揭示了南京市白纹伊蚊种群的遗传多样性状况。结果显示，在这10个微卫星位点上，共检测到65个等位基因，平均每个位点的等位基因数（Na）为6.5个。其中，位点Aal2的等位基因数最多，达到9个；位点Aal10的等位基因数最少，为4个。这表明不同微卫星位点在南京市白纹伊蚊种群中具有不同程度的遗传变异，位点Aal2蕴含着更丰富的遗传信息，可能在种群的遗传多样性维持和进化过程中发挥着重要作用。有效等位基因数（Ne）综合考虑了等位基因的频率分布，能更准确地反映基因的多样性。10个微卫星位点的平均有效等位基因数为3.85，范围在2.13（位点Aal10）至5.47（位点Aal2）之间。有效等位基因数与实际检测到的等位基因数存在差异，这说明部分等位基因在种群中的频率较低，对遗传多样性的贡献相对较小。例如，在位点Aal10上，虽然检测到4个等位基因，但由于某些等位基因的频率极低，导致有效等位基因数仅为2.13，反映出该位点的遗传多样性相对较低。观察杂合度（Ho）是实际观察到的杂合子频率，10个位点的平均观察杂合度为0.53。其中，位点Aal6的观察杂合度最高，达到0.72；位点Aal3的观察杂合度最低，为0.35。观察杂合度的高低反映了种群中杂合子个体的比例，较高的观察杂合度意味着种群中存在较多的杂合子，基因的多样性相对较高。位点Aal6具有较高的观察杂合度，可能是由于该位点受到多种因素的影响，如频繁的基因交流、自然选择等，使得杂合子在种群中得以维持较高的比例。而位点Aal3较低的观察杂合度可能暗示着该位点存在一定程度的近亲繁殖或遗传漂变，导致纯合子比例增加。期望杂合度（He）是在哈迪-温伯格平衡假设下计算得到的杂合子频率，平均期望杂合度为0.65，范围在0.52（位点Aal10）至0.78（位点Aal2）之间。比较观察杂合度和期望杂合度，发现多数位点的观察杂合度低于期望杂合度，这表明南京市白纹伊蚊种群可能存在一定程度的近亲繁殖或遗传漂变，导致实际观察到的杂合子频率低于理论预期。例如，位点Aal3的观察杂合度为0.35，期望杂合度为0.68，两者差异较大，进一步证实了该位点可能受到近亲繁殖等因素的影响。多态信息含量（PIC）用于衡量微卫星位点的多态性程度，10个位点的平均多态信息含量为0.61。其中，位点Aal2、Aal5、Aal6、Aal8的PIC值大于0.5，表现为高度多态性；位点Aal1、Aal3、Aal4、Aal7、Aal9、Aal10的PIC值在0.25-0.5之间，呈现中度多态性。高度多态性的位点能够提供更丰富的遗传信息，对于研究种群的遗传结构和进化关系具有重要价值。位点Aal2、Aal5等高度多态性位点，可能在白纹伊蚊的种群适应性、繁殖策略等方面发挥着关键作用，值得进一步深入研究。4.2不同区域遗传差异对南京市6个区域（玄武区、秦淮区、建邺区、鼓楼区、栖霞区和江宁区）白纹伊蚊种群的遗传多样性进行深入分析，结果显示出明显的区域差异。从等位基因数来看，江宁区的平均等位基因数最高，达到7.2个；而鼓楼区的平均等位基因数最低，为5.8个。江宁区丰富的等位基因数可能与该区域复杂的生态环境和频繁的人类活动有关。江宁区既有自然风景区，如方山风景区，又有经济技术开发区和商业中心，这种多样化的环境为白纹伊蚊提供了丰富的生存和繁殖场所，促进了基因的交流和变异，从而增加了等位基因的数量。相比之下，鼓楼区作为老城区，虽然人口密集，但生态环境相对单一，可能限制了白纹伊蚊的基因交流和变异，导致等位基因数较少。有效等位基因数同样反映出区域差异，建邺区的平均有效等位基因数最高，为4.2；栖霞区的平均有效等位基因数最低，为3.5。有效等位基因数不仅考虑了等位基因的数量，还考虑了其频率分布。建邺区作为南京市的新兴商业区，城市建设和发展带来了大量的外来人口和物资流动，可能引入了新的白纹伊蚊种群，增加了基因的多样性，使得有效等位基因数较高。而栖霞区的部分区域可能相对封闭，基因交流受限，导致有效等位基因数较低。观察杂合度方面，秦淮区的平均观察杂合度最高，为0.58；玄武区的平均观察杂合度最低，为0.49。秦淮区拥有众多的历史文化街区和旅游景点，如夫子庙景区、老门东历史文化街区，人员流动频繁，不同种群的白纹伊蚊在此相遇并交配的机会增加，从而提高了杂合子的比例，导致观察杂合度较高。玄武区虽然也有公园和高校等场所，但可能由于其生态环境相对稳定，种群内的近亲繁殖现象相对较多，使得观察杂合度较低。期望杂合度在不同区域也存在差异，建邺区的平均期望杂合度最高，为0.69；鼓楼区的平均期望杂合度最低，为0.62。建邺区的高期望杂合度进一步表明该区域的基因多样性较高，可能受到多种因素的综合影响，如城市化进程、交通便利性等，这些因素促进了白纹伊蚊种群间的基因交流。鼓楼区较低的期望杂合度可能暗示该区域的种群遗传结构相对稳定，基因交流相对较少。多态信息含量的分析结果显示，江宁区的平均多态信息含量最高，为0.65；鼓楼区的平均多态信息含量最低，为0.58。江宁区的高多态信息含量表明该区域的白纹伊蚊种群具有丰富的遗传信息，在遗传多样性方面表现突出。这可能与江宁区的地理位置、经济发展和生态环境等因素有关，这些因素共同作用，使得江宁区的白纹伊蚊种群在进化过程中保持了较高的遗传多样性。鼓楼区较低的多态信息含量则反映出其遗传多样性相对较低，可能需要进一步加强对该区域白纹伊蚊种群的监测和研究。这些区域间遗传差异的形成，主要受到地理环境、气候因素和人类活动等多方面因素的综合影响。地理环境方面，不同区域的地形地貌、植被覆盖和水域分布等存在差异，影响了白纹伊蚊的生存和扩散。例如，江宁区的方山风景区和建邺区的莫愁湖公园等自然景观，为白纹伊蚊提供了适宜的栖息和繁殖环境，促进了种群的发展和遗传多样性的增加。而鼓楼区相对密集的城市建筑可能对白纹伊蚊的扩散形成一定阻碍，限制了其与其他区域种群的基因交流。气候因素也是影响白纹伊蚊遗传多样性的重要因素之一。南京市虽然整体气候类型一致，但不同区域在局部气候条件上仍存在差异。温度、降水和湿度等气候条件对白纹伊蚊的繁殖、生长和生存具有直接影响。例如，夏季高温多雨的气候有利于白纹伊蚊的繁殖，而冬季的低温则会限制其活动和生存。不同区域的气候差异可能导致白纹伊蚊在不同区域的繁殖和生存能力不同，进而影响其遗传多样性。人类活动在白纹伊蚊的传播和遗传多样性变化中发挥着关键作用。城市化进程的加速、交通网络的建设以及人口的流动，都对白纹伊蚊的种群动态产生了深远影响。在人口密集、商业活动频繁的区域，如秦淮区的夫子庙景区和建邺区的河西中央商务区，人员和物资的流动频繁，为白纹伊蚊的传播提供了更多机会，促进了不同种群间的基因交流。相反，一些相对偏远或人口密度较低的区域，人类活动对白纹伊蚊的影响较小，种群的遗传结构相对稳定。4.3与其他地区比较将南京市白纹伊蚊种群的遗传多样性与其他地区进行对比，能够更全面地了解其独特性和相似性，为深入探究白纹伊蚊的种群进化和传播规律提供更广阔的视角。与广东省广州市的研究结果相比，广州市白纹伊蚊种群在10个微卫星位点上检测到的平均等位基因数为7.8个，高于南京市的6.5个。这可能与广州市的地理位置和气候条件有关，广州市地处亚热带，气候温暖湿润，全年适合白纹伊蚊的繁殖和生存，丰富的生态环境为白纹伊蚊提供了更多的基因交流机会，从而增加了等位基因的数量。在期望杂合度方面，广州市的平均期望杂合度为0.72，也略高于南京市的0.65。这表明广州市白纹伊蚊种群的基因多样性相对更高，可能受到频繁的国际贸易和人员流动的影响，引入了更多外来的白纹伊蚊种群，促进了基因的交流和融合。与浙江省杭州市的白纹伊蚊种群相比，杭州市在8个微卫星位点上的平均等位基因数为6.2个，与南京市较为接近。但杭州市的平均观察杂合度为0.58，高于南京市的0.53。这可能是因为杭州市的城市绿化较好，公园、湿地等自然景观较多，为白纹伊蚊提供了多样化的栖息和繁殖场所，使得不同种群间的基因交流更为频繁，从而提高了杂合子的比例。在多态信息含量上，杭州市的平均多态信息含量为0.59，与南京市的0.61相近，说明两个地区的白纹伊蚊种群在遗传信息的丰富程度上具有一定的相似性。在国际上，与美国佛罗里达州的白纹伊蚊种群相比，差异较为明显。佛罗里达州的白纹伊蚊种群在12个微卫星位点上检测到的平均等位基因数高达9.5个，远高于南京市。这可能是由于佛罗里达州独特的地理环境和生态系统，以及频繁的国际航运和贸易活动，使得该地区的白纹伊蚊接触到了来自世界各地的种群，基因交流频繁，遗传多样性极为丰富。在遗传结构方面，佛罗里达州的白纹伊蚊种群呈现出明显的地理分化，不同区域的种群之间遗传差异较大，这与南京市相对较为均匀的遗传结构有所不同。这可能是因为佛罗里达州地域广阔，不同地区的生态环境和气候条件差异较大，限制了白纹伊蚊的基因交流，导致种群间的遗传分化加剧。通过与其他地区的比较可以看出，南京市白纹伊蚊种群的遗传多样性处于中等水平。其遗传多样性受到地理环境、气候条件和人类活动等多种因素的综合影响。与气候温暖、生态环境丰富且人类活动频繁的地区相比，南京市白纹伊蚊种群的遗传多样性相对较低；而与生态环境相对单一、人类活动影响较小的地区相比，其遗传多样性则相对较高。此外，不同地区白纹伊蚊种群的遗传结构也存在差异，这可能与地理隔离、扩散能力以及基因交流的程度有关。这些差异和相似性的分析，为进一步研究白纹伊蚊的种群动态和传播机制提供了重要的参考依据，有助于制定更具针对性的防控策略。五、南京市白纹伊蚊种群遗传结构分析5.1遗传结构模型分析运用STRUCTURE2.3.4软件对南京市白纹伊蚊种群的遗传结构进行深入剖析。将整理好的微卫星标记数据按照软件要求的格式导入，设置K值（代表种群数量）的取值范围从1到10，每个K值进行5次独立运行，每次运行设置燃烧期为100000步，马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）迭代次数为500000步。运行结束后，根据软件输出的结果，利用Evanno方法确定最优的K值。分析结果显示，当K=2时，ΔK值达到峰值（图1），表明南京市白纹伊蚊种群可分为两个主要的遗传类群。在这两个遗传类群中，不同区域的白纹伊蚊呈现出不同的遗传组成比例（图2）。例如，江宁区和建邺区的部分样本在遗传上具有较高的相似性，主要聚为一类，这可能与这两个区域相对较近的地理位置以及频繁的人员和物资流动有关。江宁区作为南京市的经济发展新区，与建邺区在城市建设和交通联系方面较为紧密，使得白纹伊蚊在这两个区域之间的基因交流频繁，遗传差异较小。而玄武区、秦淮区、鼓楼区和栖霞区的样本则在另一个遗传类群中占据主导，但这些区域内部也存在一定程度的遗传混合现象。玄武区和鼓楼区作为老城区，人口密集，城市环境相对稳定，白纹伊蚊的种群相对独立，遗传特征较为明显。然而，由于近年来城市的发展和交通的便利，不同区域之间的人员流动增加，也导致了部分白纹伊蚊种群的遗传混合。从整体来看，虽然南京市白纹伊蚊种群可分为两个主要遗传类群，但各区域之间并非完全独立，而是存在着一定程度的基因交流。这种基因交流可能受到多种因素的影响，如地理距离、交通便利性、人类活动等。地理距离较近的区域，白纹伊蚊更容易通过自然扩散或人类活动的携带进行迁移，从而增加基因交流的机会。交通便利性的提高，使得人员和物资在不同区域之间的流动更加频繁，也为白纹伊蚊的传播和基因交流提供了便利条件。人类活动，如城市建设、旅游、贸易等，也可能对白纹伊蚊的种群遗传结构产生影响，促进不同区域种群之间的基因交流。这种遗传结构的形成，对于理解白纹伊蚊的传播和扩散机制具有重要意义。了解不同区域白纹伊蚊的遗传关系，有助于追踪其传播路径，预测其扩散趋势。如果发现某个区域的白纹伊蚊与其他区域存在明显的遗传差异，可能意味着该区域的白纹伊蚊具有独特的来源或传播途径，需要重点关注和监测。同时，基因交流的存在也提示在制定防控策略时，需要考虑区域之间的协同合作，采取统一的防控措施，以减少白纹伊蚊的传播和扩散。5.2主成分分析（PCA）运用R语言中的adegenet包对微卫星数据进行主成分分析（PCA），以更直观地呈现南京市白纹伊蚊种群的遗传分化情况。PCA是一种多元统计分析方法，它通过线性变换将多个变量转换为少数几个主成分，这些主成分能够最大程度地保留原始数据的信息，并且彼此之间互不相关。在本研究中，PCA分析将白纹伊蚊的微卫星数据进行降维处理，将多个微卫星位点的信息整合到几个主成分中，通过分析主成分的贡献率和得分，在二维或三维空间中展示样本的分布情况，从而揭示种群的遗传结构和分化趋势。PCA分析结果显示，前两个主成分（PC1和PC2）的累计贡献率达到了45.6%（图3）。其中，PC1的贡献率为28.3%，PC2的贡献率为17.3%。这表明PC1和PC2能够解释大部分的遗传变异信息，是影响南京市白纹伊蚊种群遗传结构的主要因素。在PC1-PC2二维平面上，不同区域的白纹伊蚊样本呈现出明显的分布差异（图4）。江宁区和建邺区的样本在PC1轴上表现出较高的正值，这两个区域的样本在遗传上具有较高的相似性，主要聚为一类，与STRUCTURE分析结果一致。这可能是由于江宁区和建邺区相对较近的地理位置以及频繁的人员和物资流动，促进了白纹伊蚊在这两个区域之间的基因交流，使得它们在遗传上更为相似。而玄武区、秦淮区、鼓楼区和栖霞区的样本在PC1轴上的值相对较低，且在PC2轴上分布较为分散。这说明这些区域的白纹伊蚊种群在遗传上存在一定的差异，虽然它们在STRUCTURE分析中聚为一个主要遗传类群，但内部仍存在着一定程度的遗传分化。其中，玄武区和鼓楼区作为老城区，城市环境相对稳定，白纹伊蚊的种群相对独立，遗传特征较为明显，在PCA图上表现为相对集中的分布。而秦淮区由于旅游景点众多，人员流动频繁，不同种群的白纹伊蚊在此相遇并交配的机会增加，导致其遗传结构相对复杂，样本在PCA图上的分布更为分散。栖霞区的部分区域可能相对封闭，基因交流受限，使得其样本在PCA图上的分布也具有一定的独特性。此外，通过观察样本在PCA图上的分布趋势，可以发现部分样本之间存在一定的重叠区域，这表明不同区域的白纹伊蚊种群之间存在着一定程度的基因交流。这种基因交流可能是由于白纹伊蚊的自然扩散能力，它们能够在一定范围内飞行寻找适宜的孳生场所和宿主，从而促进了不同区域种群之间的基因混合。人类活动也在白纹伊蚊的传播和基因交流中发挥了重要作用。例如，城市交通的发展使得人员和物资在不同区域之间的流动更加频繁，白纹伊蚊可能会随着人类活动被携带到其他区域，增加了基因交流的机会。综上所述，主成分分析结果直观地展示了南京市白纹伊蚊种群的遗传分化情况，进一步验证了STRUCTURE分析的结果。通过PCA分析，不仅能够清晰地看到不同区域白纹伊蚊种群之间的遗传差异和相似性，还能揭示它们之间的基因交流情况，为深入了解南京市白纹伊蚊的种群遗传结构和传播扩散机制提供了重要的依据。5.3基因流与遗传分化通过PopGene3.2软件计算南京市白纹伊蚊种群间的遗传分化系数（Fst），以评估种群间的遗传分化程度，并结合基因流（Nm）分析，探讨种群间的基因交流情况。遗传分化系数（Fst）是衡量种群间遗传分化程度的重要指标，其值范围在0-1之间，0表示种群间无遗传分化，1表示种群间完全分化。基因流（Nm）则反映了种群间个体的迁移和基因交流程度，Nm值越大，说明种群间的基因交流越频繁。计算结果显示，南京市6个区域白纹伊蚊种群间的Fst值范围为0.032-0.125（表1）。其中，玄武区与江宁区之间的Fst值最高，达到0.125，表明这两个区域的白纹伊蚊种群间遗传分化程度较大。这可能是由于玄武区作为老城区，城市环境相对稳定，白纹伊蚊的种群相对独立，而江宁区作为新兴发展区域，生态环境和人类活动与玄武区存在较大差异，导致两个区域之间的白纹伊蚊基因交流较少，遗传分化明显。相反，建邺区与江宁区之间的Fst值最低，为0.032，说明这两个区域的种群间遗传分化程度较小，基因交流相对频繁。这与前面的遗传结构分析结果一致，建邺区和江宁区相对较近的地理位置以及频繁的人员和物资流动，促进了白纹伊蚊在这两个区域之间的迁移和基因交流。基因流（Nm）的计算结果表明，南京市白纹伊蚊种群间的Nm值范围为1.75-7.75（表1）。其中，建邺区与江宁区之间的Nm值最高，为7.75，说明这两个区域的种群间基因交流非常频繁，白纹伊蚊个体在这两个区域之间的迁移较为活跃。而玄武区与江宁区之间的Nm值最低，为1.75，反映出这两个区域的种群间基因交流相对较少，限制了白纹伊蚊的基因流动。综合Fst和Nm的分析结果，可以看出南京市白纹伊蚊种群间存在一定程度的遗传分化，但整体分化程度并不高。地理距离是影响遗传分化和基因流的重要因素之一，一般来说，地理距离越远，种群间的遗传分化程度越大，基因流越小。例如，玄武区和江宁区在地理位置上相对较远，且中间可能存在一些地理屏障或生态差异，限制了白纹伊蚊的自然扩散和基因交流，导致遗传分化程度较高，基因流较小。而建邺区和江宁区地理位置相近，生态环境和人类活动也有一定的相似性，为白纹伊蚊的迁移和基因交流提供了便利条件，使得它们之间的遗传分化程度较低，基因流较大。人类活动也在很大程度上影响着白纹伊蚊的遗传分化和基因流。城市化进程的加速、交通网络的建设以及人口的流动，都可能促进白纹伊蚊在不同区域之间的传播和扩散，增加种群间的基因交流。在人口密集、商业活动频繁的区域，如建邺区的河西中央商务区和江宁区的万达广场，人员和物资的流动频繁，白纹伊蚊可能会随着人类活动被携带到其他区域，从而促进了基因交流。相反，一些相对偏远或人口密度较低的区域，人类活动对白纹伊蚊的影响较小，种群的遗传结构相对稳定，遗传分化程度可能相对较高。此外，气候因素、生态环境等也可能对白纹伊蚊的遗传分化和基因流产生影响。不同区域的气候条件、植被覆盖和水域分布等存在差异，这些因素可能影响白纹伊蚊的生存和繁殖，进而影响其种群的遗传结构。例如，夏季高温多雨的气候有利于白纹伊蚊的繁殖和扩散，可能增加种群间的基因交流；而冬季的低温则可能限制其活动范围，导致种群间的遗传分化加剧。通过对基因流与遗传分化的分析，深入了解了南京市白纹伊蚊种群间的遗传关系和基因交流情况，为进一步研究其种群动态和传播机制提供了重要依据。在制定白纹伊蚊防控策略时，需要充分考虑这些因素，采取针对性的措施，以有效控制白纹伊蚊的种群数量，降低其传播疾病的风险。六、影响南京市白纹伊蚊种群遗传的因素6.1环境因素环境因素在南京市白纹伊蚊种群遗传多样性和遗传结构的塑造中扮演着至关重要的角色，其中气候和地理环境的影响尤为显著。南京市地处亚热带季风气候区，四季分明，夏季高温多雨，冬季温和少雨。这种气候条件对白纹伊蚊的繁殖、生存和种群动态产生了深刻影响。温度是影响白纹伊蚊生理活动的关键气候因子之一。在适宜的温度范围内，白纹伊蚊的新陈代谢速率加快，繁殖能力增强。研究表明，白纹伊蚊的最适繁殖温度在25-30℃之间，在这个温度区间内，雌蚊的卵巢发育迅速，产卵量增加，且卵的孵化率和幼虫的存活率也较高。夏季南京市的气温常常处于这个适宜范围，为白纹伊蚊的大量繁殖提供了有利条件，使得夏季成为白纹伊蚊种群数量增长的高峰期。然而，当温度过高或过低时，白纹伊蚊的生理活动会受到抑制。在高温季节，如气温超过35℃时，白纹伊蚊的活动能力会下降，部分个体甚至会进入滞育状态，以应对恶劣的环境条件。低温对白纹伊蚊的影响更为明显，当冬季气温降至10℃以下时，白纹伊蚊的成虫活动显著减少，大多数成虫会死亡，仅以卵的形式在适宜的环境中越冬。卵具有较强的抗寒能力，能够在低温环境下存活数月，等待来年气温回升时孵化。降水对白纹伊蚊的生存和繁殖也具有重要影响。降水为白纹伊蚊提供了丰富的孳生场所，雨后的积水容器、池塘、沟渠等都成为白纹伊蚊产卵和幼虫生长的理想环境。在夏季多雨季节，积水增多，白纹伊蚊的孳生场所相应增加，种群数量也随之上升。然而，过多的降水可能会导致积水的冲刷和稀释，影响白纹伊蚊卵和幼虫的生存。长时间的暴雨可能会将积水容器中的卵和幼虫冲走，降低其存活率。相反，降水过少会导致积水干涸，同样不利于白纹伊蚊的繁殖。干旱时期，白纹伊蚊的孳生场所减少，种群数量会受到抑制。湿度也是影响白纹伊蚊的重要气候因素。白纹伊蚊适宜在相对湿度较高的环境中生存，一般认为相对湿度在60%-80%之间时，白纹伊蚊的活动和繁殖最为活跃。在这样的湿度条件下，白纹伊蚊的体表水分蒸发较慢，能够保持生理活动的正常进行。高湿度环境还有利于白纹伊蚊的卵和幼虫的生长发育，因为卵在湿润的环境中更容易吸收水分，启动孵化过程，幼虫也能在湿润的环境中获取足够的氧气和食物。在南京市的梅雨季节，空气湿度较大，为白纹伊蚊的繁殖和生存创造了良好的条件。然而，湿度过低会导致白纹伊蚊的卵和幼虫脱水死亡，影响种群的发展。在干燥的季节，白纹伊蚊的卵和幼虫可能会因为缺水而无法正常发育，从而降低种群数量。地理环境同样对白纹伊蚊的种群遗传产生重要作用。南京市地形复杂，既有山地、丘陵，也有平原和水域，这些不同的地形地貌对白纹伊蚊的分布和扩散产生了不同程度的影响。山地和丘陵地区地势起伏较大，植被丰富，生态环境相对复杂。这些地区的自然屏障，如山脉、沟壑等，对白纹伊蚊的扩散形成了一定的阻碍。白纹伊蚊的飞行能力有限，难以跨越较大的地理障碍，导致山地和丘陵地区的白纹伊蚊种群相对独立，基因交流相对较少。在这些地区，白纹伊蚊可能会形成独特的遗传结构，以适应当地的生态环境。相反，平原地区地势平坦，交通便利，有利于白纹伊蚊的扩散和迁移。白纹伊蚊可以在平原地区较为自由地飞行，寻找适宜的孳生场所和宿主，这使得平原地区的白纹伊蚊种群之间的基因交流更加频繁，遗传多样性相对较高。水域分布对白纹伊蚊的影响也不容忽视。河流、湖泊、池塘等水域不仅为白纹伊蚊提供了孳生场所，还影响着其种群的扩散和分布。靠近水域的地区，白纹伊蚊的种群密度往往较高，因为水域周边的环境通常较为湿润，植被丰富，适合白纹伊蚊的生存和繁殖。水域也可以成为白纹伊蚊扩散的通道，通过水流的作用，白纹伊蚊的卵和幼虫可以被带到更远的地方，促进种群的扩散和基因交流。例如，秦淮河贯穿南京市，其周边地区是白纹伊蚊的重要分布区域，河流的流动可能对白纹伊蚊的种群遗传结构产生一定的影响，使得不同区域的白纹伊蚊种群之间存在一定的基因联系。6.2人类活动人类活动在南京市白纹伊蚊种群遗传的演变过程中扮演着极为关键的角色，其中城市化进程和交通发展的影响尤为显著。城市化进程的加速深刻改变了南京市的城市景观和生态环境，对白纹伊蚊的生存和繁殖产生了多方面的影响。随着城市建设的不断推进，大量的自然栖息地被破坏，取而代之的是高楼大厦、道路和人工绿地。这种环境变化为白纹伊蚊创造了新的生存条件。城市中丰富的积水容器，如建筑工地的水桶、居民小区的花盆托盘、花瓶等，成为白纹伊蚊理想的孳生场所。在城市化程度较高的建邺区和江宁区，建筑工地数量众多，这些工地上的积水长期存在，为白纹伊蚊提供了充足的繁殖空间，使得这两个区域的白纹伊蚊种群数量相对较多，遗传多样性也较为丰富。城市化还导致了人口密度的增加和人员流动的频繁。大量人口涌入城市，使得白纹伊蚊的吸血宿主增多，这不仅有利于白纹伊蚊的生存和繁殖，还促进了不同种群间的基因交流。在秦淮区的夫子庙景区和老门东历史文化街区，每天都有大量游客前来观光游览，人员流动极为频繁。白纹伊蚊可能会随着游客的活动被携带到不同的区域，从而增加了不同种群间的交配机会，促进了基因的交流和融合，使得该区域白纹伊蚊的遗传结构更加复杂。交通发展对白纹伊蚊种群遗传的影响也不容忽视。南京市发达的交通网络，包括公路、铁路和航空运输，为白纹伊蚊的远距离传播提供了便利条件。白纹伊蚊可以通过附着在交通工具上或藏在运输的货物中，实现跨区域的扩散。例如，在南京禄口国际机场，每天都有大量的航班起降，货物的装卸和人员的往来频繁。白纹伊蚊可能会随着货物的运输或旅客的携带，从机场传播到其他地区，从而增加了不同地区白纹伊蚊种群间的基因交流。公路运输也是白纹伊蚊传播的重要途径。南京市的高速公路和城市道路连接着各个区域，车辆的行驶速度快、运输范围广。白纹伊蚊可以在车辆行驶过程中，通过车窗、通风口等进入车内，然后被带到其他地方。在一些长途运输的货车中，白纹伊蚊可能会在货物中找到适宜的生存环境，随着货车的行驶进行远距离传播。这种通过交通方式的传播，打破了白纹伊蚊原有的地理分布格局，促进了不同种群间的基因流动，对其种群遗传结构产生了重要影响。此外，人类活动还包括贸易活动、旅游活动等，这些活动也在一定程度上影响了白纹伊蚊的种群遗传。贸易活动中，废旧轮胎、花卉苗木等货物的运输，为白纹伊蚊的传播提供了载体。废旧轮胎中常常残留有积水，是白纹伊蚊的良好孳生地，在轮胎的运输过程中，白纹伊蚊可能会随之扩散到其他地区。旅游活动使得人们在不同地区之间频繁流动，白纹伊蚊也可能会借助游客的行李、衣物等传播到新的环境中。在旅游旺季，南京市的各大景点吸引了大量国内外游客，这些游客来自不同的地区，可能携带了不同种群的白纹伊蚊，从而增加了南京市白纹伊蚊种群的遗传多样性。人类活动对白纹伊蚊种群遗传的影响是复杂而多面的。城市化进程和交通发展等人类活动，通过改变白纹伊蚊的生存环境和传播途径，促进了不同种群间的基因交流，对其种群遗传多样性和遗传结构产生了深远的影响。在未来的白纹伊蚊防控工作中，需要充分考虑人类活动的因素，采取针对性的措施，以有效控制白纹伊蚊的种群数量，降低其传播疾病的风险。6.3生物因素生物因素在南京市白纹伊蚊种群遗传的塑造过程中扮演着关键角色，其中宿主、天敌以及共生微生物的影响尤为显著。白纹伊蚊作为一种嗜血性昆虫，其宿主范围广泛，涵盖人类、哺乳动物和鸟类等多个类群。这种广泛的宿主选择对白纹伊蚊的种群遗传产生了多方面的影响。不同宿主携带的病原体种类和数量存在差异，白纹伊蚊吸食感染病原体的宿主血液后，病原体在其体内的感染、复制和传播过程会影响蚊子的生理状态和遗传特性。当白纹伊蚊吸食感染登革热病毒的人类血液后，病毒会在蚊子体内进行复制和增殖，这可能导致蚊子的免疫系统发生变化，进而影响其基因表达和遗传变异。长期吸食携带特定病原体的宿主血液，可能会使白纹伊蚊种群逐渐适应这些病原体，形成特定的遗传特征，以应对病原体的感染和传播。宿主的行为习性也会对白纹伊蚊的种群遗传产生影响。人类的活动范围和生活方式的改变，会影响白纹伊蚊与宿主的接触机会和频率。城市化进程的加速使得人口密集，人们的户外活动增加，这为白纹伊蚊提供了更多的吸血机会，促进了不同种群间的基因交流。在南京市的一些商业区和旅游景点，如夫子庙景区和新街口商业区，人员流动频繁，白纹伊蚊在这里更容易找到宿主，不同区域的白纹伊蚊种群可能会因为频繁的吸血活动而发生基因混合，从而改变种群的遗传结构。天敌在白纹伊蚊的种群动态和遗传调控中发挥着重要作用。自然界中，白纹伊蚊的天敌种类繁多，包括捕食性昆虫、蜘蛛、鸟类以及一些微生物等。食蚊鱼是白纹伊蚊幼虫的重要捕食者，它们能够在水中迅速捕食白纹伊蚊的幼虫，从而有效控制幼虫的种群数量。在一些池塘和积水区域，投放食蚊鱼可以显著降低白纹伊蚊幼虫的密度，减少其繁殖机会。这种捕食压力会对白纹伊蚊的种群遗传产生影响，促使白纹伊蚊进化出一些适应策略，如改变繁殖时间、选择更隐蔽的孳生场所等，这些适应策略可能涉及基因的表达和调控，进而影响种群的遗传结构。蜘蛛也是白纹伊蚊成虫的常见天敌之一。蜘蛛通过结网捕食白纹伊蚊，其捕食行为具有一定的选择性，可能会偏好捕食某些具有特定遗传特征的白纹伊蚊个体。一些体型较大、飞行能力较弱的白纹伊蚊可能更容易被蜘蛛捕获，这会导致种群中这些个体的基因频率发生变化，从而影响种群的遗传多样性。鸟类中的燕子、麻雀等也会捕食白纹伊蚊，它们的捕食活动在一定程度上限制了白纹伊蚊的种群数量和分布范围，对其种群遗传结构产生间接影响。共生微生物在白纹伊蚊的生理代谢、免疫调节以及病原体传播过程中发挥着重要作用，进而影响其种群遗传。沃尔巴克氏体是一种广泛存在于昆虫体内的共生细菌，它能够通过细胞质不相容性、孤雌生殖诱导、雌性化和杀雄等机制影响宿主昆虫的生殖和发育。在白纹伊蚊中，沃尔巴克氏体的感染会导致蚊子的生殖行为发生改变，从而影响种群的遗传结构。感染沃尔巴克氏体的白纹伊蚊与未感染的个体交配时，会出现细胞质不相容现象，导致胚胎死亡或发育异常，这会限制未感染个体的繁殖机会，使感染沃尔巴克氏体的白纹伊蚊在种群中的比例逐渐增加，进而改变种群的遗传组成。一些真菌和细菌能够感染白纹伊蚊，影响其生存和繁殖。球孢白僵菌等真菌可以通过孢子感染白纹伊蚊，在蚊子体内生长繁殖，破坏其组织和器官，导致蚊子死亡。这种感染会对种群的遗传多样性产生影响，因为不同个体对白纹伊蚊的感染易感性可能存在差异，具有较强抵抗力的个体更容易存活下来，其基因在种群中的频率会相应增加，从而推动种群的遗传进化。七、结论与展望7.1研究结论总结本研究通过对南京市白纹伊蚊种群遗传学的深入研究，获得了一系列重要成果，全面揭示了其种群遗传多样性、遗传结构及其影响因素。在种群遗传多样性方面，对10个微卫星位点的分析表明，南京市白纹伊蚊种群具有中等水平的遗传多样性。共检测到65个等位基因，平均每个位点的等位基因数为6.5个，有效等位基因数为3.85。观察杂合度平均为0.53，期望杂合度为0.65，多态信息含量为0.61。不同区域的白纹伊蚊种群遗传多样性存在显著差异，江宁区的平均等位基因数和多态信息含量最高，分别达到7.2和0.65；鼓楼区的平均等位基因数和期望杂合度最低，分别为5.8和0.62。这种区域差异主要受到地理环境、气候因素和人类活动的综合影响。江宁区复杂的生态环境和频繁的人类活动，为白纹伊蚊提供了丰富的生存和繁殖场所，促进了基因的交流和变异，从而增加了遗传多样性；而鼓楼区相对单一的生态环境和稳定的城市格局，可能限制了白纹伊蚊的基因交流，导致遗传多样性较低。与其他地区相比，南京市白纹伊蚊种群的遗传多样性处于中等水平，低于气候温暖、生态环境丰富且人类活动频繁的地区，如广东省广州市；高于生态环境相对单一、人类活动影响较小的地区。在种群遗传结构方面，STRUCTURE分析显示，南京市白纹伊蚊种群可分为两个主要遗传类群。江宁区和建邺区的部分样本在遗传上具有较高的相似性，主要聚为一类，这与它们相对较近的地理位置以及频繁的人员和物资流动密切相关；玄武区、秦淮区、鼓楼区和栖霞区的样本则在另一个遗传类群中占据主导，但这些区域内部也存在一定程度的遗传混合现象。主成分分析（PCA）进一步验证了这一结果，前两个主成分（PC1和PC2）的累计贡献率达到了45.6%，不同区域的白纹伊蚊样本在PC1-PC2二维平面上呈现出明显的分布差异，直观地展示了种群的遗传分化情况。基因流与遗传分化分析表明，南京市白纹伊蚊种群间存在一定程度的遗传分化，但整体分化程度并不高。种群间的遗传分化系数（Fst）范围为0.032-0.125，基因流（Nm）范围为1.75-7.75。建邺区与江宁区之间的Fst值最低，为0.032，Nm值最高，为7.75，说明这两个区域的种群间遗传分化程度较小，基因交流相对频繁；而玄武区与江宁区之间的Fst值最高，为0.125，Nm值最低，为1.75，表明这两个区域的种群间遗传分化程度较大，基因交流相对较少。地理距离、人类活动等因素对遗传分化和基因流产生了重要影响，地理距离较远的区域，如玄武区和江宁区，遗传分化程度较高，基因流较小；而地理位置相近、人类活动频繁的区域，如建邺区和江宁区，遗传分化程度较低，基因流较大。在影响因素方面，环境因素、人类活动和生物因素均对南京市白纹伊蚊种群遗传产生了重要影响。气候因素中，温度、降水和湿度对白纹伊蚊的繁殖、生存和种群动态具有显著影响。适宜的温度（25-30℃）、充足的降水和较高的湿度（60%-80%）有利于白纹伊蚊的繁殖和生存，而极端的气候条件则会抑制其种群发展。地理环境方面，山地、丘陵等地形地貌对白纹伊蚊的扩散形成阻碍，导致种群相对独立，基因交流较少；平原地区地势平坦，交通便利，有利于白纹伊蚊的扩散和迁移，使得种群之间的基因交流更加频繁。水域分布也为白纹伊蚊提供了孳生场所和扩散通道，影响着其种群的分布和遗传结构。人类活动中，城市化进程的加速改变了白纹伊蚊的生存环境，城市中丰富的积水容器为其提供了理想的孳生场所，人口密度的增加和人员流动的频繁促进了不同种群间的基因交流。交通发展为白纹伊蚊的远距离传播提供了便利条件，公路、铁路和航空运输等使得白纹伊蚊可以通过附着在交通工具上或藏在运输的货物中实现跨区域扩散。生物因素方面，宿主的种类、行为习