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洛斯里被毛孢(Hirsutella rhossiliensis)和明尼苏达被毛孢(Hirsutellaminnesotensis)是大豆孢囊线虫二龄幼虫的重要内寄生真菌,具有相似的生活史和侵染循环,明尼苏达被毛孢寄主较少,主要是大豆孢囊线虫(Heterodera glycines)和甜菜孢囊线虫(Heterodera schachtii);洛斯里被毛孢寄主范围广泛,包括大豆孢囊线虫、Globodera sp.、甜菜孢囊线虫、Criconemella xenoplax和Rotylenchusrobustus等;作为大豆孢囊线虫幼虫主要寄生菌,美国优势种为洛斯里被毛孢,而中国则为明尼苏达被毛孢。 本研究主要内容包括:⑴系统收集了欧洲、美国和中国3个地域及5种寄主线虫的洛斯里被毛孢菌株87株,其中欧洲Globodera群体5株,美国C.xenoplax群体7株,美国R.robustus群体7株,美国H.schachtii群体6株,美国H.glycines群体28株,中国H.glycines群体34株。我们从洛斯里被毛孢基因组中筛选出含280个SNP位点的8个分子标记,通过PCoA和单倍型网络分析得到6个稳定的群体遗传结构;基于2个指标(PrCP和Φw test)检测到洛斯里被毛孢群体存在重组现象;通过Manteltest分析表明3个地理群体的地理距离和遗传距离存在正相关,5个寄主线虫群体的生态距离和遗传距离也存在正相关;3个地理群体间和5个寄主线虫群体间分子方差(AMOVA)、群体固定系数(Fst)及基因流(Nm)分析结果表明P值均差异显著(p<0.01);推测美国是洛斯里被毛孢的地理起源。综上所述,重组、地理隔离和寄主线虫是引起洛斯里被毛孢群体分化的三个主要因素。⑵对中美欧三个地理来源的47株洛斯里被毛孢进行基因组重测序通过变异检测,共找出基因组CDS区、内含子区及基因间隔区共存在577,251SNP;利用5kb的sliding windows从基因组水平上检测到美国群体遗传多样性高于中国群体,利用同源基因序列比对同样检测到美国群体遗传多样性高于中国群体;基于全部SNP数据集构建47株菌的进化关系,揭示出4个高度分化的clade,分别是寄主为大豆孢囊线虫的中国群体和欧洲群体,寄主为大豆孢囊线虫的美国群体,以及寄主为其它线虫的美国群体。同时,我们发现寄主为大豆孢囊线虫的中国群体被分成两个亚支(subclade)。我们利用McDonald-Kreitman(MK)检测来鉴定群体间及群体内受到正选择的基因,共检测到3个基因受到正选择作用,这三个基因分别是Transposase(转座酶),Reverse transcriptase(核酶)与Stress-induced protein(KGG)(压力诱导蛋白)。这些基因的功能与DNA转座与G蛋白信号途径有关;同时推测了洛斯里被毛孢群体演化过程,隔离-迁移式的演化模型对于洛斯里被毛孢演化史拟合较好。因此,本研究的最终结论是地域隔离和寄主适应是影响洛斯里被毛孢群体分化的重要因素,美国是洛斯里被毛孢的起源中心,转座酶基因受到自然选择作用。⑶基于洛斯里被毛孢的重测序数据对洛斯里被毛孢线粒体基因组进行了注释及拼接,该线粒体基因组全长为62,483bp,GC含量为29.4%,线粒体基因组上1.9%为tRNAgenes,2.9%为rRNAgenes,55.6%为蛋白编码基因,6.8%为基因间隔区,32.8%序列属于内含子。我们将拼接好的洛斯里被毛孢菌株USA-87-5的线粒体基因组作为参考序列,利用重测序数据对中国洛斯里被毛孢15株和美国洛斯里被毛孢22株的线粒体基因组进行拼接,基于37个菌株的线粒体基因组序列构建了进化树,同样揭示3个高度分化的分支,分别是寄主为大豆孢囊线虫的中国群体,寄主为大豆孢囊线虫的美国群体,以及寄主为其它线虫的美国群体,这与利用核基因组进行洛斯里被毛孢种内遗传分化的分析结果相一致。⑷以明尼苏达被毛孢和自然寄主大豆孢囊线虫及非自然寄主秀丽隐杆线虫(Caeorhibiditis elegans)为研究体系,选择明尼苏达被毛孢中国3608菌株和美国RA14菌株作为出发群体,在12孔组培板上中国明尼苏达被毛孢3608菌株分别对3个大豆孢囊线虫群体[东北(DB)、美国明尼苏达(MN-37)、中国无被毛孢流行区山东(SD)]以及非自然寄主秀丽隐杆线虫进行继代侵染实验,美国明尼苏达被毛孢RA14菌株分别对3个大豆孢囊线虫群体[美国明尼苏达(MN-37)、东北(DB)、美国无被毛孢流行区(MN-14)]以及非自然寄主秀丽隐杆线虫进行继代侵染实验,经过10代继代侵染后,中国明尼苏达被毛孢3608群体对同域(DB)、异域(MN-37)和无被毛孢流行区(SD)大豆孢囊线虫群体的寄生率分别提高13.7%、9.6%和9.9%,即继代侵染后的菌株对其侵染的大豆孢囊线虫群体(适应群体)的寄生率高于非侵染大豆孢囊线虫群体(非适应群体)(p<0.05)。美国明尼苏达被毛孢RA14群体对同域、异域和无被毛孢流行区地域的3个大豆孢囊线虫群体继代侵染10代后,美国RA14对同域(MN-37)、异域(DB)和无被毛孢流行区(MN-14)大豆孢囊线虫群体的寄生率分别提高6.7%、5.8%和2.5%,即继代侵染后的菌株对其侵染的大豆孢囊线虫群体(适应群体)的寄生率与对非侵染大豆孢囊线虫群体(非适应群体)提高不明显(p<0.05)。对8株继代侵染菌株基因组重测序,单碱基核苷酸多样性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)分析表明,强烈分化的基因位点主要集中在转座子区,推测由于转座子自身具有的可移动性,为突变易发生区,是否与明尼苏达被毛孢对大豆孢囊线虫的寄生适应性进化有关尚待证实。