花蓟马种群遗传结构的研究

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花蓟马,Frankliniella intonsa(Trybom)隶属于缨翅目(Thysanoptera)蓟马科(Thripidae)花蓟马属(Frankliniella)。是缨翅目昆虫中的一种重要经济害虫,也是中国本地发生的重要害虫。为了进行更好地防治,需要进一步理解花蓟马在中国的遗传组成和遗传多样性。目前对花蓟马种群遗传的研究还比较少。Wolbachia属于αα变形菌门,是垂直传播的胞内共生菌,感染了大量节肢动物并对宿主的生殖模式造成不同的影响。Wolbachia通过调控寄主生殖的方式来实现其在种群中的稳定存在和扩散,并且有助于在节肢动物中物种的快速形成。这种生殖优势可以改变宿主的种群遗传结构,因为感染Wolbachia的雌虫比不感染的雌虫产生更多拥有他们自己线粒体单倍型的后代。至今,Wolbachia感染状态及菌株多样性在花蓟马中还没有得到充分的研究。本研究利用组蛋白H3及线粒体COI分子标记研究了中国26个花蓟马种群的遗传组成,遗传分化及遗传多样性。依据Wolbachia表面蛋白基因(wsp)和多位点序列分型(MLST)数据,检测了花蓟马种群中共生菌Wolbachia的感染情况和菌株多样性。并通过比较感染Wolbachia的个体与不感染Wolbachia个体的COI数据,以期探究Wolbachia的存在对宿主线粒体DNA遗传多样性的影响。通过分子方差分析(AMOVA),正式评估并检测Wolbachia的存在是否造成了种群分化。主要获得以下结论:(1)通过组蛋白H3分子标记并结合COI数据研究了中国26个花蓟马种群的遗传组成及遗传多样性,结果显示中国共有140种花蓟马H3单倍型。26个地理种群的核基因H3单倍型多样性普遍较高(Hd值0.867~1.000)。基于H3基因的FST结果显示我国的花蓟马种群遗传分化较小或者无分化,大部分的FST值为负值说明种群之间没有分化存在着很强的基因流。AMOVA分析结果显示,花蓟马绝大部分变异主要来自种群内个体间的变异。H3基因在组间分化较小,但是mtDNA基因在组间有较显著分化。(2)依据Wolbachia表面蛋白基因(wsp)和多位点序列分型(MLST)数据,结果显示,22个种群感染了 Wolbachia。Wolachia的感染频率从0到60%。平均感染率为27.08%。我们得到五种Wolbachia株系(wFint1,wFint2,wFint3,wFint4和wFint5),均属于B大组。wFint1和wFint4株系广泛分布并具有类似的普遍性。他们分别在18个和14个地理种群中发现。西北种群和东北种群只感染了wFint 株系。(3)通过比较感染Wolbachia的感染状态与线粒体DNA COI单倍型的关系,结果表明多重独立感染已经发生。水平传播在Wolbachia的分布中发挥了重要的作用。比较感染Wolbachia的个体与不感染Wolbachia个体的线粒体DNA数据,我们发现Wolbachia的存在降低了宿主线粒体DNA的多样性,AMOVA以及中性测验的结果也进一步支持这个结论,中性测试结果表明在花蓟马自然种群感染Wolbachia之后,没有显著的偏离中性平衡,这可能是由于特殊线粒体单倍型经历了与Wolbachia相关的的近期选择性消除。
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