北美五倍子蚜DNA序列遗传分化

发布时间：2020-08-17 10:52

【摘要】：五倍子蚜隶属于昆虫纲(Insecta)、半翅目(Hemiptera)、蚜科(Aphididae)、绵蚜亚科(Eriosomatinae)、五节根蚜族(Fordini),有6属12种,在北美(加拿大和美国)分布一单属种Melaphis rhois,其余物种分布在东亚。五倍子蚜虫在盐肤木属植物上寄生形成的虫瘿,称为五倍子,含有丰富的单宁酸,因此在国防、化工、食品以及生物医药等领域广泛应用,具有重要的经济价值。本研究以M.rhois为研究对象,利用DNA测序技术,以mtDNA细胞色素b(Cytb)、细胞色素c氧化酶I(COI)和翻译延长因子(EF-1α)基因序列为分子标记,分析M.rhois种群的遗传变异和遗传结构以及寄主植物对其遗传分化的影响。通过数据分析,得到以下研究结果:1)获得Melaphis rhois mtDNA Cytb(432bp)和COI(1,248bp)基因联合序列片段长1,680bp,核DNA EF-1α基因序列918bp,其中编码区片段727bp;3个基因联合序列片段2,598bp。mtDNA Cytb、COI和核DNA EF-1α基因序列的变异位点分别检测有66(15.28%)、126(10.10%)和35(4.81%)个,简约信息位点分别为52(12.1%)、110(8.8%)和18(2.5%);3个基因联合序列含有228(9.47%)个变异位点,180个(7.5%)简约信息位点。2)mtDNA Cytb、COI和核DNA EF-1α基因序列T、C、A、G碱基含量分别为:45.1%、14.8%、32.1%、8.10%;40.7%、14.9%、33.3%、11.1%和25.6%、21.8%、26.0%、26.6%;3个基因联合序列T、C、A、G碱基含量为36.9%、16.9%、30.9%、15.3%。mtDNA的A+T含量明显高于G+C含量,而EF-1α基因二者含量相近。在碱基变异位点来源中,碱基转换高于颠换。3)mtDNA Cytb、COI和核DNA EF-1α基因序列分别有41、54和63个单倍型,3个基因联合序列获得120个单倍型。多样性分析获得Cytb、COI和EF-1α基因平均单倍型多样度指数(Hd)分别为0.921±0.010、0.960±0.005和0.970±0.005,3个基因联合序列Hd为0.994±0.002;Cytb、COI和EF-1α基因平均核苷酸多样性指数(π)分别为0.02953±0.00150、0.02618±0.00070和0.00708±0.00042,3个基因联合序列π值为0.01999±0.00070,多样性指数综合分析发现Melaphis rhois种群序列单倍型多样性高而核苷酸多样性低。4)AMOVA分析结果显示,Melaphis rhois种群之间的变异高于种群内的变异,对各种群之间遗传分化与遗传距离数据进行分析,发现俄亥俄州克利夫兰种群与其余8个种群间的遗传变异较大,而阿肯色州种群与其他种群间的遗传变异相对较小。5)基于单一基因及其联合基因序列单倍型构建的TCS网络图显示,Melaphis rhois不同单倍型基本上构成3-5个聚类组,彼此之间没有结点,其中俄亥俄州克利夫兰种群全部个体与俄亥俄州代顿种群一个个体单独构成一个组,推测其分化较大。6)基于单一基因及其联合基因序列单倍型构建的MP系统关系显示,整体上所有单倍型在不同的基因及其基因组合分析中基本上形成3个大的聚类簇,而俄亥俄州克利夫兰种群全部个体与代顿种群一个个体以很高的置信度聚为一支,处于系统树的基部;结合TCS网络图和种群间的F_(ST)值以及遗传距离分析,推测其可能是Melaphis的一个新种。7)Tajima's D值和单倍型歧点分布联合分析,结果显示Melaphis rhois近期没有经历种群扩张。8)Melaphis rhois的第一寄主植物有两个种:Rhus typhina和R.glabra,通过寄主植物标识和比较,总体上显示相同寄主植物的种群个体遗传多样性相近,且优先聚成一簇,说明寄主植物影响蚜虫的遗传分化。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S899.4
【图文】：

部分序列,样本,PCR扩增,基因组

第三章结果与分析第三章结果与分析1 检测提取基因组 DNA提取 Melaphis rhois 基因组 DNA，用 1%的琼脂糖凝胶检测发现条带相对一步进行 Nanodrop 检测，结果发现大部分 OD260/280 处吸光光度值集中在间，DNA 浓度大部分>20ng/uL，符合标准，可知所提取的基因组 DNA 可 PCR 扩增。2 检测 PCR 扩增产物本研究扩增 Melaphis rhois 样本 mtDNACOI 和 Cytb 与核 DNAEF-1α基R 扩增产物电泳检测结果见图 3.1。

网络图,单倍型,网络图,基因

图 3.2 Melaphis rhois mtDNA Cytb 基因不同单倍型 TCS 网络图Fig.3.2 TCS network of Melaphis rhois based on mtDNA Cytb sequence型，颜色代表种群，圆大小与单倍型频率对应；每一连线为一个突变

网络图,单倍型,基因,聚类

rhois 种群的 mtDNACytb 基因单倍型的 TCS 网络统发育 MP 树，结果见图 3.2 和图 3.3。2 Melaphis rhois mtDNA Cytb 基因不同单倍型 TCS 网络图CS network of Melaphis rhois based on mtDNA Cytb seque代表种群，圆大小与单倍型频率对应；每一连线为一个

【参考文献】