基于线粒体Cytb和COI序列对柑橘木虱种群系统地理学的研究

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柑橘木虱是我国南方柑橘园最常见的害虫之一,其寄主主要是柑橘等芸香科植物,是传播柑橘黄龙病主要的自然媒介。目前,柑橘木虱已呈世界性分布,给全球柑橘产业带来了毁灭性灾难。近年来,柑橘木虱在我国的分布北界发生明显北移,为防治黄龙病带来了严峻的挑战。本研究对采自中国9省48个种群的柑橘木虱的样本,以线粒体Cytb和COI基因为分子标记,对中国柑橘木虱种群进行了全面的系统地理学研究,阐明柑橘木虱分子系统地理结构(主要包括柑橘木虱谱系关系、单倍型网络图、空间遗传结构),理清柑橘木虱在中国可能的传播路径。主要结论如下:(1)共得到234条柑橘木虱Cytb序列片段,长度为786bp和229条COI序列片段,长度为706bp,所有序列均已上传至NCBI。两种分子标记的碱基组成都存在明显的A+T含量偏向性(Cytb为69.34%,COI为68.13%)。两种分子标记均得到了低的单倍型多样性(Hd)(Cytb为0.303,COI为0.382)和核苷酸多样性(pi)(Cytb为0.0007,COI为0.0013)的结果。(2)Cytb标记共发现12种单倍型,单倍型Hap-1是最常见的单倍型,一共195个个体样品属于Hap-1,分布在除云南省以外的所有省份。此外,还发现了6种种群特有单倍型(private haplotypes),其他的单倍型均为种群的共享单倍型(shared haplotypes)。COI分子标记共发现15种单倍型,单倍型Hap-1也是最常见的单倍型,一共有178个样品。这178个样品同样分布在除云南省以外的所有省份,属于最具优势的一种单倍型。此外,还发现了10种种群特有单倍型。(3)从GenBank中下载到世界范围内的柑橘木虱Cytb和COI基因序列,与本研究所得两种序列一起进行系统发育分析。系统发育树(ML树和BI树)均表明,中国柑橘木虱存在一定的地理结构。中国柑橘木虱种群大多属于A谱系分支,只有云南西双版纳(XS)种群所属的单倍型属于B谱系中。两个分子标记的单倍型网络图同样显示,在世界范围内存在有两个分支谱系的柑橘木虱,中国南部、东南部以及部分西南地区的柑橘木虱种群属于A谱系,B谱系仅仅存在于云南西双版纳。(4)对Cytb和COI分子标记的整体数据分别进行Tajima’s D检验、Fu’F_S检验,结果显示两种基因受到纯化选择的影响。柑橘木虱自然生存环境的变化大大增加了这种纯化选择选择压力的作用。因此,这种选择可能会导致单倍型的丧失和具有优势的罕见单倍型的扩张。
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