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为解决烟粉虱(Bemisia tabaci)亚洲 II1遗传群体遗传多样性及进化相关问题,研究人员开展了对其单倍型多样性的研究。分析众多序列后,发现不同地区和宿主植物上的遗传差异,该研究为害虫管理提供了重要依据。
在广袤的农业世界里,烟粉虱(Bemisia tabaci)就像一个隐藏在暗处的 “超级破坏者”。它是全球公认的入侵性隐蔽害虫物种复合体,也是 90% 菜豆金色花叶病毒(begomoviruses)的主要传播媒介 。过去,人们对烟粉虱物种组成和多样性了解有限,这使得防治工作困难重重。而且,烟粉虱包含多个遗传群体,亚洲 II
1遗传群体在印度和亚洲广泛分布,但对其遗传多样性和进化历程知之甚少。为了揭开这些谜团,更好地制定害虫管理策略,来自印度农业研究委员会 - 印度农业研究所(ICAR - Indian Agricultural Research Institute)等机构的研究人员,对烟粉虱亚洲 II
1遗传群体展开了深入研究。相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先是样本采集,他们从亚洲多个国家和印度不同地区农民的田间,收集烟粉虱样本。接着进行 DNA 提取,从单个烟粉虱中提取基因组 DNA。之后利用 PCR 技术扩增线粒体细胞色素 c 氧化酶亚基 I(mtCOI)基因片段,再对扩增产物测序。最后,通过一系列生物信息学分析方法,确定遗传群体、构建系统发育树并进行单倍型分析等。
下面来看看具体的研究结果:
- 亚洲烟粉虱亚洲 II1遗传群体的遗传结构和单倍型分析:研究人员分析了来自亚洲的 676 条 mtCOI 序列,鉴定出 241 个不同的单倍型。其中,巴基斯坦和印度的单倍型数量较多,且单倍型 H1 最为普遍,它在巴基斯坦、印度、孟加拉国和尼泊尔都有分布。在不同国家中,中国的单倍型多样性最高(Hd:1.000),越南最低(Hd:0.667);核苷酸多样性则在巴基斯坦最高(pi:0.0145),越南最低(pi:0.0010)。分子方差分析(AMOVA)显示,亚洲烟粉虱亚洲 II1遗传群体的遗传变异主要发生在种群内部(98.06%),种群间变异仅占 1.93%。中性检验结果表明,亚洲各国的烟粉虱亚洲 II1群体可能经历了近期的种群扩张。
- 印度烟粉虱亚洲 II1遗传群体的遗传结构和单倍型分析:研究人员将自己收集的 22 条 mtCOI 基因序列与从 GenBank 获取的 168 条序列合并,共分析 190 条序列。构建的系统发育树显示,亚洲 II1遗传群体序列相似度较高,聚为一个分支。印度共鉴定出 77 个单倍型,H5 是优势单倍型。不同地区的单倍型多样性和核苷酸多样性存在差异,北印度的单倍型多样性最高(Hd:0.997),南印度的核苷酸多样性最高(pi:0.0099)。AMOVA 分析表明,印度不同地区烟粉虱亚洲 II1遗传群体的遗传变异,12.02% 发生在种群间,87.97% 发生在种群内。中性检验中, Tajima’s D 在中央印度种群为正值且显著,其他地区为负值且不显著,Fu 和 Li’s D、Fu 和 Li’s F 在所有地区均为非显著负值。
- 不同宿主植物上烟粉虱亚洲 II1遗传群体的遗传结构和单倍型分析:研究人员按宿主植物科对印度的烟粉虱亚洲 II1序列进行分组分析。结果显示,不同宿主植物上的亚洲 II1遗传群体序列相似性较高,聚为一个分支。共分析 189 条序列,得到 79 个单倍型,H10 是优势单倍型。葫芦科(Cucurbitaceae)的单倍型多样性最高(Hd:0.964),茄科(Solanaceae)最低(Hd:0.881);核苷酸多样性也是葫芦科最高(pi:0.00939),茄科最低(pi:0.00525) 。AMOVA 分析表明,不同宿主植物上烟粉虱亚洲 II1遗传群体的遗传变异,13.52% 发生在种群间,86.47% 发生在种群内。所有中性检验均为负值,表明各分析群体可能经历了近期种群扩张。
综合研究结论和讨论部分,该研究意义重大。研究揭示了烟粉虱亚洲 II1遗传群体在亚洲及印度的遗传多样性、地理分布和宿主植物关联等特征。亚洲 II1遗传群体在印度和巴基斯坦等地优势明显,其快速扩张可能与多种因素有关,如单倍型和核苷酸多样性的动态变化、对不同宿主植物的适应性、昆虫 icide 抗性等 。此外,研究还发现宿主植物对烟粉虱亚洲 II1的单倍型变异有重要影响,这为深入理解烟粉虱的进化和生态适应提供了新视角。然而,该研究也存在一定局限性,如部分地区数据不完整、对宿主植物相互作用探索不足等。但总体而言,这项研究为烟粉虱的防治和管理提供了关键信息,有助于科研人员和农业工作者更好地应对这一全球性害虫挑战,未来还需进一步深入研究以完善相关认知,为农业生产保驾护航。