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，廣泛應用于醫(yī)療、化工等領域，具有重要的經(jīng)濟價值。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和合理利用這一生物資源。
　　本研究以mtDNA COI（細胞色素c氧化酶I）和Cytb（細胞色素b）基因序列以及核基因EF-1α（翻譯延長因子）為分子標記，對倍花蚜Nurudea shiraii8個種群89個個體、紅倍花蚜Nurudeayanoniella3個種群13個個體、鐵倍花蚜Floraphis meitanensis兩個自然種群10個個體之間的遺傳變異進行分析。

3、同時，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)育關系及蚜蟲線粒體基因組進化研究增加了新的數(shù)據(jù)，奠定了研究基礎。通過本研究得到以下研究結果：
　　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25個（2.3%）， EF-1α基因中變異位點7個（1.1%）；紅倍花蚜mt

4、DNA COI和Cytb聯(lián)合基因變異位點68個（6.3%），EF-1α基因變異位點5個（0.7%）；鐵倍花蚜mtDNA COI和Cytb聯(lián)合基因中變異位點2個（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)合基因構建的TCS網(wǎng)絡圖顯示，倍花蚜不同單倍型聚成不相關聯(lián)的網(wǎng)狀結構圖，分析認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建

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