法国溯源：DNA条形码揭示加拿大魁北克与安大略欧洲螳螂种群的引入起源

《The Canadian Entomologist》：The French connection: DNA barcodes reveal the geographic origin of introduced populations of Mantis religiosa (Mantodea: Mantidae) in southern Quebec and Ontario, Canada

本研究针对北美欧洲螳螂（Mantis religiosa）种群地理起源不明的问题，通过分析线粒体CO1基因片段，结合历史记录，首次明确其加拿大种群源于法国西部。研究通过种群遗传学分析发现魁北克与安大略样本携带仅共存于法国西部地区的两种 divergent 单倍型（A12/B23），支持19世纪园艺贸易引入假说。该成果为入侵物种溯源研究提供分子-历史数据结合范式，对生物安全策略制定具有重要参考价值。

　　

1899年，美国纽约州罗切斯特市的霍勒斯·富兰克林·阿特伍德在自家花园中发现了一种奇特的大型昆虫。经康奈尔大学昆虫学家斯林格兰鉴定，这竟是北美大陆首次记录的欧洲螳螂（Mantis religiosa）。斯林格兰根据当时罗切斯特作为北美园艺贸易枢纽的地位，推测这些螳螂可能是随法国进口的植物苗木意外引入，但这一假说在一个多世纪间始终缺乏实证支持。随着欧洲螳螂在加拿大和美国迅速扩散，明确其来源种群成为预测其生态影响的关键——不同来源种群的耐寒性、繁殖策略等性状差异，直接影响物种分布模型的准确性。

为解开这一历史谜题，研究团队聚焦加拿大魁北克省和安大略省已建立的欧洲螳螂种群，采用线粒体细胞色素c氧化酶亚基1（CO1）基因作为分子标记，开展跨大陆尺度的谱系地理学分析。该研究近期发表于《加拿大昆虫学家》（The Canadian Entomologist），通过对比加拿大样本与欧洲种群的遗传特征，为百年前的引入假说提供了关键证据。

研究主要依托三项技术方法：首先通过野外采样与iNaturalist公民科学平台定位采集16只加拿大螳螂标本；其次利用特异性引物扩增807-bp的CO1基因片段并进行Sanger测序；最后整合公共数据库的175条欧洲序列，通过邻接法系统发育树、单倍型网络（含最小生成网络、中介连接网络和Templeton网络三种算法）及群体遗传分化指数（F_ST）分析，追溯种群渊源。

群体遗传结构

对192条序列的分析揭示40个独特单倍型，加拿大样本仅携带A12与B23两种单倍型。这两种单倍型在欧洲仅共存于法国西部基恩赛地区（46.6° N, 0.2° E），且与法国本土其他单倍型仅差1个核苷酸置换。

谱系分化模式

邻接树将欧洲种群划分为单倍群A（主要分布西欧）和B（广布欧陆）。加拿大单倍型A12属于单倍群A，B23属于单倍群B，两者平均遗传距离达1.53%，F_ST值为0.75478，显示显著分化。单倍型网络显示单倍群A呈星状结构（暗示近期扩张），单倍群B具网状结构（反映历史基因流）。

起源推断

加拿大单倍型与法国样本的遗传亲缘性最高，且其共存现象独见于法国西部，直接支持法国起源假说。此结果排除了此前研究中基于单一样本提出的中国或意大利起源假说。

研究结论明确指向法国西部为加拿大欧洲螳螂种群的起源区，两种单倍型的引入可能通过19世纪园艺贸易的卵鞘（oothecae）附着植物传播实现。低单倍型多样性可能源于奠基者效应或环境过滤（如卵鞘耐寒性筛选）。该研究首次通过分子证据衔接历史记录，为入侵螳螂的溯源研究建立范式，同时凸显公民科学数据（如iNaturalist记录）在长期生态监测中的价值。未来需结合核基因组标记与博物馆标本DNA，进一步解析北美种群的二次引入事件与局部适应性进化。