基于几何形态学和全基因组重测序的东方蜜蜂种下分化研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:qwedddessf
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东方蜜蜂作为一种重要的经济和传粉昆虫,在维持亚洲地区的物种多样性和农业安全方面起着重要的作用。针对目前中国境内的东方蜜蜂种下分化研究不清晰、种群历史研究匮乏、形态变异的地理模式不明确的问题,本研究首次采用几何形态学和全基因组重测序技术对中国境内的东方蜜蜂进行了全面分析,旨在厘清我国境内东方蜜蜂的种下分化历程及其对环境的适应性特征,以期为该物种的种质资源保护和开发提供理论依据。主要结果如下:1.基于几何形态学方法和地理信息系统对中国境内31个样地170群的1660只东方蜜蜂的前翅大小和翅型的研究表明:31个种群在翅大小上存在显著性差异,翅大小与地理环境因子分析表明,翅大小与海拔高度存在正相关关系。翅大小的这种变异趋势符合生物地理学中的伯格曼定律。翅型变异方面,基于平均形态和所有样本的分析结果均显示,海南东方蜜蜂群体与中国大陆群体之间存在较大的差异。中国大陆东方蜜蜂群体中高海拔和高纬度群体与低纬度群体之间存在一定的差异,在翅型上表现为较高纬度高海拔的东方蜜蜂具有较长的翅型,较低纬度的东方蜜蜂群体具有较宽的翅型。而翅型与环境因子之间却表现出较弱的相关性,这可能与翅型本身更多的受系统发育关系的影响有关。2.基于全基因组重测序技术,对中国境内18个样地的90只东方蜜蜂进行测序,并结合已公布的东方蜜蜂日本群体和意大利蜂的重测序数据进行联合分析。结果表明:测序共获得219.73Gbp的Clean Data,Q30达到92.65%。样品与参考基因组平均比对率为92.11%,平均覆盖深度为9X,基因组覆盖度为98.98%,经过滤,共获得了 2,988,481个高质量的SNP和1,167,851个小的插入缺失片段。群体结构分析结果表明:东方蜜蜂海南群体、西藏群体与其他中国大陆群体之间存在较大的差异,这可能与琼州海峡和横断山脉的阻隔导致的地理隔离有关。基于邻接法构建的系统发育树,支持目前中国境内的相关类型的划分,但不同类型之间的差异较小。中国大陆群体内部,位于中国秦岭以北的温带群体与秦岭以南的亚热带群体之间存在一定的差异,这可能与北方地区的碎片化生境导致的隔离作用有关。群体历史动态分析结果表明:种群大小受温度的周期性变化而变化,最近一次的种群扩张发生在8到13万年前的间冰期,研究结果支持关于东方蜜蜂的更新世末期的种群快速扩张的假说。3.形态以及分子数据的联合比较,基于NJ法构建的8个东方蜜蜂类型之间的形态聚类结果与分子遗传数据进行分析发现,二者存在较高的一致性。海南东方蜜蜂与中国大陆群体之间在翅形态和分子上都表现出较大的差异。
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