柑橘木虱線粒體基因組分析及基于其COI的種群遺傳結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama是柑橘、月橘、構(gòu)椽、黃皮、九里香等蕓香科植物嫩梢期的重要害蟲，以成、若蟲吸食汁液為害，在世界范圍內(nèi)均有分布，是柑橘黃龍病的自然傳播媒介；在我國(guó)主要分布南方柑橘產(chǎn)區(qū)，給柑橘產(chǎn)業(yè)帶來嚴(yán)重危害，防治柑橘木虱是治理黃龍病的關(guān)鍵措施之一。本研究對(duì)柑橘木虱線粒體全基因組序列進(jìn)行測(cè)定，基于線粒體基因組對(duì)木虱總科物種進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析；以線粒體COI基因片段作為分子標(biāo)記，明確柑橘木虱的種群遺傳

2、多樣性和種群遺傳結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，為柑橘木虱的控制提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)果如下：
　　（1）對(duì)柑橘木虱線粒體基因組測(cè)序、注釋及分析（GenBank登錄號(hào)：KX073968），序列全長(zhǎng)15,038bp，A+T含量為74.56％，包含13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因、22個(gè)tRNA基因、2個(gè)rRNA基因和一個(gè)最大的非編碼區(qū)（控制區(qū)）。主要特點(diǎn)：其基因排列順序與預(yù)測(cè)的節(jié)肢動(dòng)物的線粒體基因組祖先排列順序一致。所有的蛋白質(zhì)編碼基因均使用標(biāo)準(zhǔn)的起始

3、密碼子（ATN）和標(biāo)準(zhǔn)的終止密碼子TAG和TAA除了ND2和ND5使用不完整的終止密碼子T。所有的22個(gè)tRNA基因長(zhǎng)度在54～70bp之間，且均能折疊成三葉草結(jié)構(gòu)，除了trnS1因缺失DHU臂而不能形成三葉草結(jié)構(gòu)?？刂茀^(qū)位于rrnL與trnI之間，且A+T含量是所有區(qū)域中含量最高的。
　?。?）對(duì)木虱總科的柑橘木虱、木通紅喀木虱、番茄木虱、樸樹葉柄癭木虱和枸杞木虱進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明：木虱線粒體基因組均包含經(jīng)典后生動(dòng)物線粒體基

4、因組的37個(gè)基因，基因排列順序一致，且均具有顯著的A+T偏向性。蛋白質(zhì)編碼基因的密碼子使用均表現(xiàn)為顯著的偏向性，且第三位點(diǎn)的A+T含量高于第一位點(diǎn)和第二位點(diǎn)的A+T含量。5種木虱的線粒體基因組的tRNA的情況一致，除了trnS1不能折疊成典型的三葉草結(jié)構(gòu)，其余tRNA均能折疊成典型的三葉草結(jié)構(gòu)。進(jìn)化速率分析表明木虱線?；蚪M蛋白質(zhì)編碼基因中COI的進(jìn)化速率最慢較為保守，因此可以用作DNA條形碼來鑒別近緣種；相反，ATP8進(jìn)化速率最快，可

5、以用作分析種內(nèi)關(guān)系和木虱總科物種不同種群之間關(guān)系的有效分子標(biāo)記。
　?。?）基于線粒體基因組13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因和2個(gè)rRNA基因、13個(gè)蛋白質(zhì)編碼的氨基酸的胸喙亞目之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系顯示：木虱總科、粉虱總科和蚜總科分別單獨(dú)聚為一支，其中木虱總科作為基底種群，系統(tǒng)發(fā)育分析符合傳統(tǒng)分類，柑橘木虱與木虱科的木通紅喀木虱分離，但還需要更多的木虱總科線粒體基因組來驗(yàn)證這一分類關(guān)系。
　?。?）擴(kuò)增得到采集來自中國(guó)柑橘產(chǎn)區(qū)的23個(gè)地理

6、種群和美國(guó)佛羅里達(dá)的1個(gè)地理種群的119條線粒體COI序列片段。擴(kuò)增得到的COI序列長(zhǎng)721bp，有16個(gè)變異位點(diǎn)，共定義10個(gè)單倍型，其中Hap1為優(yōu)勢(shì)單倍型，是所有中國(guó)地理種群的共享單倍型，總體的單倍型多樣性和核苷酸多樣性均較低。
　?。?）國(guó)內(nèi)23個(gè)地理種群之間的遺傳距離均較小，種群之間的遺傳差異小，各地理種群之間幾乎不存在顯著的遺傳分化。將種群根據(jù)地理位置劃分為兩個(gè)組的AMOVA分析表明遺傳變異主要來自種群內(nèi)部。單倍型網(wǎng)絡(luò)