柑橘木虱線粒體基因組分析及基于其COI的種群遺傳結構研究.pdf

1、柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama是柑橘、月橘、構椽、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；在我國主要分布南方柑橘產(chǎn)區(qū)，給柑橘產(chǎn)業(yè)帶來嚴重危害，防治柑橘木虱是治理黃龍病的關鍵措施之一。本研究對柑橘木虱線粒體全基因組序列進行測定，基于線粒體基因組對木虱總科物種進行系統(tǒng)發(fā)育關系分析；以線粒體COI基因片段作為分子標記，明確柑橘木虱的種群遺傳

2、多樣性和種群遺傳結構，并進行系統(tǒng)發(fā)育分析，為柑橘木虱的控制提供科學依據(jù)。主要結果如下：
　　（1）對柑橘木虱線粒體基因組測序、注釋及分析（GenBank登錄號：KX073968），序列全長15,038bp，A+T含量為74.56％，包含13個蛋白質(zhì)編碼基因、22個tRNA基因、2個rRNA基因和一個最大的非編碼區(qū)（控制區(qū)）。主要特點：其基因排列順序與預測的節(jié)肢動物的線粒體基因組祖先排列順序一致。所有的蛋白質(zhì)編碼基因均使用標準的起始

3、密碼子（ATN）和標準的終止密碼子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tRNA基因長度在54～70bp之間，且均能折疊成三葉草結構，除了trnS1因缺失DHU臂而不能形成三葉草結構。控制區(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行比較分析，結果表明：木虱線粒體基因組均包含經(jīng)典后生動物線粒體基

4、因組的37個基因，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，且第三位點的A+T含量高于第一位點和第二位點的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構，其余tRNA均能折疊成典型的三葉草結構。進化速率分析表明木虱線粒基因組蛋白質(zhì)編碼基因中COI的進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進化速率最快，可

5、以用作分析種內(nèi)關系和木虱總科物種不同種群之間關系的有效分子標記。
　?。?）基于線粒體基因組13個蛋白質(zhì)編碼基因和2個rRNA基因、13個蛋白質(zhì)編碼的氨基酸的胸喙亞目之間的系統(tǒng)發(fā)育關系顯示：木虱總科、粉虱總科和蚜總科分別單獨聚為一支，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證這一分類關系。
　?。?）擴增得到采集來自中國柑橘產(chǎn)區(qū)的23個地理

6、種群和美國佛羅里達的1個地理種群的119條線粒體COI序列片段。擴增得到的COI序列長721bp，有16個變異位點，共定義10個單倍型，其中Hap1為優(yōu)勢單倍型，是所有中國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。
　?。?）國內(nèi)23個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