五倍子蚜遺傳多樣性及線粒體基因組序列.pdf

1、五倍子是五倍子蚜寄生在鹽膚木屬植物上形成的蟲癭，富含單寧酸，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、化工等領(lǐng)域，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。我國是五倍子主產(chǎn)國，約占全球分布的95％。五倍子蚜Rhus Gall Aphids屬昆蟲綱Insecta半翅目Hemiptera蚜總科Aphidoidea綿蚜亞科Eriosomatinae五節(jié)根蚜族Fordini，包括6屬12個(gè)種，不同的五倍子蚜形成的五倍子大小、形狀和單寧含量等差別很大，我國在生產(chǎn)上通常根據(jù)單寧含量將五倍子分為三

2、大類：倍花、角倍和肚倍，研究五倍子蚜的遺傳多樣性可更好的保護(hù)和合理利用這一生物資源。
　　本研究以mtDNA COI（細(xì)胞色素c氧化酶I）和Cytb（細(xì)胞色素b）基因序列以及核基因EF-1α（翻譯延長因子）為分子標(biāo)記，對倍花蚜Nurudea shiraii8個(gè)種群89個(gè)個(gè)體、紅倍花蚜Nurudeayanoniella3個(gè)種群13個(gè)個(gè)體、鐵倍花蚜Floraphis meitanensis兩個(gè)自然種群10個(gè)個(gè)體之間的遺傳變異進(jìn)行分析。

3、同時(shí)，采用二代高通量測序方法獲得了角倍蚜線粒體DNA全基因組序列，為蚜蟲不同類群之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系及蚜蟲線粒體基因組進(jìn)化研究增加了新的數(shù)據(jù)，奠定了研究基礎(chǔ)。通過本研究得到以下研究結(jié)果：
　　1）本研究獲得了倍花類蚜蟲mtDNA Cytb和COI基因聯(lián)合序列1088bp，核DNA EF-1α基因875bp。倍花蚜mtDNA COI和Cytb聯(lián)合基因中變異位點(diǎn)25個(gè)（2.3%）， EF-1α基因中變異位點(diǎn)7個(gè)（1.1%）；紅倍花蚜mt

4、DNA COI和Cytb聯(lián)合基因變異位點(diǎn)68個(gè)（6.3%），EF-1α基因變異位點(diǎn)5個(gè)（0.7%）；鐵倍花蚜mtDNA COI和Cytb聯(lián)合基因中變異位點(diǎn)2個(gè)（0.2%）。各基因A+T含量高于G+C含量，堿基轉(zhuǎn)換高于顛換。
　　2）倍花蚜mtDNA COI和Cytb基因序列共有21個(gè)單倍型，單倍型多樣性為0.815±0.030，核苷酸多樣性為0.0057±0.0005；核DNA EF-1α基因包含8個(gè)單倍型，單倍型多樣性為0.49

5、8±0.078，核苷酸多樣性為0.0008±0.0002。紅倍花蚜mtDNA COI和Cytb基因獲得3個(gè)單倍型，單倍型多樣性為0.511±0.164，核苷酸多樣性為0.0126±0.0095；核DNA EF-1α基因包含5個(gè)單倍型，單倍型多樣性指數(shù)為1.000±0.126，核苷酸多樣性指數(shù)為0.0046±0.0009。多樣性指數(shù)分析顯示，倍花類蚜蟲遺傳多樣性較低。
　　3）AMOVA分析結(jié)果顯示，倍花類蚜蟲的種群內(nèi)變異大于種群間

6、變異。按照地理分布分組之后，組內(nèi)變異大于組間變異，分組后mtDNA COI和Cytb聯(lián)合基因及核DNA EF-1α基因的Fst值分別為0.12866和0.01648。各種群之間遺傳分化與遺傳距離數(shù)據(jù)顯示，倍花類蚜蟲云南種群的遺傳多樣性較高，而重慶和陜西的遺傳多樣性相對較低。
　　4）基于單一基因以及聯(lián)合基因構(gòu)建的TCS網(wǎng)絡(luò)圖顯示，倍花蚜不同單倍型聚成不相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖，分析認(rèn)為倍花類蚜可能存在新種或亞種。倍花蚜與紅倍花蚜共同構(gòu)建

7、的TCS網(wǎng)絡(luò)圖顯示，倍花蚜與紅倍花蚜單倍型之間不相關(guān)聯(lián)，因此，可以利用DNA序列分子標(biāo)記的方法進(jìn)行種類鑒定。
　　5）結(jié)合Tajima's D和歧點(diǎn)分布分析，顯示倍花蚜近期沒有經(jīng)歷種群擴(kuò)張，而紅倍花蚜近期經(jīng)歷過種群擴(kuò)張。
　　6）角倍蚜的線粒體全基因組序列長16,047bp，包括13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因、24個(gè)tRNA基因、2個(gè)rRNA基因、一個(gè)重復(fù)區(qū)和一個(gè)控制區(qū)。A+T含量高達(dá)84.2%，與其他蚜蟲具有高的A+T含量這一特征相