论文部分内容阅读
五倍子是五倍子蚜寄生在盐肤木属植物上形成的虫瘿，富含单宁酸，广泛应用于医疗、化工等领域，具有重要的经济价值。我国是五倍子主产国，约占全球分布的95％。五倍子蚜Rhus Gall Aphids属昆虫纲Insecta半翅目Hemiptera蚜总科Aphidoidea绵蚜亚科Eriosomatinae五节根蚜族Fordini，包括6属12个种，不同的五倍子蚜形成的五倍子大小、形状和单宁含量等差别很大，我国在生产上通常根据单宁含量将五倍子分为三大类：倍花、角倍和肚倍，研究五倍子蚜的遗传多样性可更好的保护和合理利用这一生物资源。 本研究以mtDNA COI（细胞色素c氧化酶I）和Cytb（细胞色素b）基因序列以及核基因EF-1α（翻译延长因子）为分子标记，对倍花蚜Nurudea shiraii8个种群89个个体、红倍花蚜Nurudeayanoniella3个种群13个个体、铁倍花蚜Floraphis meitanensis两个自然种群10个个体之间的遗传变异进行分析。同时，采用二代高通量测序方法获得了角倍蚜线粒体DNA全基因组序列，为蚜虫不同类群之间的系统发育关系及蚜虫线粒体基因组进化研究增加了新的数据，奠定了研究基础。通过本研究得到以下研究结果： 1）本研究获得了倍花类蚜虫mtDNA Cytb和COI基因联合序列1088bp，核DNA EF-1α基因875bp。倍花蚜mtDNA COI和Cytb联合基因中变异位点25个（2.3%）， EF-1α基因中变异位点7个（1.1%）；红倍花蚜mtDNA COI和Cytb联合基因变异位点68个（6.3%），EF-1α基因变异位点5个（0.7%）；铁倍花蚜mtDNA COI和Cytb联合基因中变异位点2个（0.2%）。各基因A+T含量高于G+C含量，碱基转换高于颠换。 2）倍花蚜mtDNA COI和Cytb基因序列共有21个单倍型，单倍型多样性为0.815±0.030，核苷酸多样性为0.0057±0.0005；核DNA EF-1α基因包含8个单倍型，单倍型多样性为0.498±0.078，核苷酸多样性为0.0008±0.0002。红倍花蚜mtDNA COI和Cytb基因获得3个单倍型，单倍型多样性为0.511±0.164，核苷酸多样性为0.0126±0.0095；核DNA EF-1α基因包含5个单倍型，单倍型多样性指数为1.000±0.126，核苷酸多样性指数为0.0046±0.0009。多样性指数分析显示，倍花类蚜虫遗传多样性较低。 3）AMOVA分析结果显示，倍花类蚜虫的种群内变异大于种群间变异。按照地理分布分组之后，组内变异大于组间变异，分组后mtDNA COI和Cytb联合基因及核DNA EF-1α基因的Fst值分别为0.12866和0.01648。各种群之间遗传分化与遗传距离数据显示，倍花类蚜虫云南种群的遗传多样性较高，而重庆和陕西的遗传多样性相对较低。 4）基于单一基因以及联合基因构建的TCS网络图显示，倍花蚜不同单倍型聚成不相关联的网状结构图，分析认为倍花类蚜可能存在新种或亚种。倍花蚜与红倍花蚜共同构建的TCS网络图显示，倍花蚜与红倍花蚜单倍型之间不相关联，因此，可以利用DNA序列分子标记的方法进行种类鉴定。 5）结合Tajimas D和歧点分布分析，显示倍花蚜近期没有经历种群扩张，而红倍花蚜近期经历过种群扩张。 6）角倍蚜的线粒体全基因组序列长16,047bp，包括13个蛋白质编码基因、24个tRNA基因、2个rRNA基因、一个重复区和一个控制区。A+T含量高达84.2%，与其他蚜虫具有高的A+T含量这一特征相一致。