基于线粒体COI和COII基因的茶园假眼小绿叶蝉地理种群的遗传分化研究

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假眼小绿叶蝉 Empoasca vitis(Gathe)是我国大陆茶区分布最广、为害最重的茶树害虫。国内外学者对于茶园假眼小绿叶蝉的生理学特性、地理分布和危害损失估计等方面进行了广泛的研究,但关于其地理种群分化情况的报道较少。  本研究从我国15个主要产茶省份共50个重点产茶县采集假眼小绿叶蝉标本,并从日本4个主要茶区采集大贯小绿叶蝉 Empoasca onukii Matsuda标本,从印度大吉岭地区采集茶小绿叶蝉 Empoasca flavescens Fabricius标本。首次扩增得到假眼小绿叶蝉线粒体全基因序列,并基于CO I和 CO II基因全长序列对中国50个茶园假眼小绿叶蝉种群的遗传分化情况进行了研究。同时比较了中国、日本、印度小绿叶蝉的同源性。主要研究结果如下:  1.采用从叶蝉科线粒体基因保守区域设计引物,逐步分段扩增并拼接的方法。首次得到假眼小绿叶蝉的线粒体全基因组序列,其全长为15154 bp。线粒体基因组基因包括22个tRNA基因、13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因和1个控制区(A+T富含区),排列顺序与近缘种琉璃叶蝉 Homalodisca vitripennis相似。  2.线粒体 CO I基因全长为1534 bp,共发现168个变异位点,产生238种单倍型。总群体单倍型多样性 Hd为0.9505。Tajima’s D检验结果说明其在长期进化中符合中性模型,种群数量较为稳定。总群体的遗传分化系数 Gst为0.03328,固定系数 Fst为0.10059,基因流 Nm为4.471,表明种群间存在较充分的基因交流,遗传差异较小。AMOVA分子变异分析结果表明,假眼小绿叶蝉的遗传分化主要来自于种群内部。Mantel检验显示各地理种群的遗传距离与地理距离之间不具有显著的相关性。  3.线粒体 CO II基因全长为679 bp,共发现80个变异位点,产生138种单倍型。总群体单倍型多样性 Hd为0.8891。Tajima’s D检验说明其在长期进化中符合中性模型,种群数量较为稳定。总群体的遗传分化系数Gst为0.05441,固定系数 Fst为0.07849,基因流 Nm为5.870,表明种群间存在较充分的基因交流,遗传差异较小。AMOVA分子变异分析结果表明,假眼小绿叶蝉的遗传分化主要来自于种群内部。Mantel检验显示各地理种群的遗传距离与地理距离之间不具有显著的相关性。从茶园假眼小绿叶蝉不同地理种群的遗传多样性、种群间的基因流及遗传分化分析中来看,基于两个基因得出的结果相互呼应,说明了实验结果的可靠性。推测,20世纪90年代以来的省际之间频繁的茶树鲜叶贩运、异地茶苗的大批量调拨等因素促进了假眼小绿叶蝉的长距离迁移,加强了不同种群间的基因交流。
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