螺旋粉虱种群分化及线粒体全基因组和核糖体基因序列分析

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1、本研究内容受国家公益性行业(农业)科研专项：新入侵危险性有害生物螺旋粉虱防控技术研究与示范(200803023)(201103026)资助。ThisresearchwaspportedbytheNationalDepartmentsupporteaDytDeatlonaepamentPublicBenefitResearchFoundation(Agriculture)：NewinvasionoftheRiskofPestSpiralingWhiteflyPreventionandControlTechnologyResearchandDemonstration(No

2、．200803023)，NewResearchFoundation(No．201103026)．中文摘要螺旋粉虱AleurodicusdispersusRussell隶属节肢动物门昆虫纲半翅目Hemiptera、胸喙亚目Stemorrhyncha、粉虱科Aleyrodidae、复孔粉虱亚科Aleurodicinae、复孔粉虱属Aleurodicus，其英文名为Spirallingwhitefly(SWF)或Keyswhitefly，1965年首先由Russell记述为新种。具有繁殖力强，发育周期短，寄主范围广等特点，许多国家将其列为重要的检疫性害虫。本论文就螺旋粉虱不

3、同种群遗传分化进行了研究；同时螺旋粉虱全线粒体基因组序列进行测序分析，从全线粒体基因组水平探讨半翅目部分种类的系统发育关系；本实验还对螺旋粉虱的核糖体基因组进行了测序分析，从核糖体基因水平探讨了半翅目部分种类的系统发育分析，为今后螺旋粉虱乃至半翅目的分类研究提供了一定的基础数据和实验方法。现将研究结果总结如下：l、应用mtDNA．COI、rDNA．ITS1对螺旋粉虱不同种群的遗传分化研究表明：已传入我国的海南地区不同种群的螺旋粉虱存在一定程度的遗传分化，但分化的程度非常低，仅有文昌番石榴种群存在一个变异位点。不同螺旋粉虱种群的mtDNA．COI、rDNA．ITSl序列

4、基本一致，只有文昌番石榴种群发生mtDNA．COI基因突变，约在242bp位点发生碱基G突变为碱基A，研究还发现螺旋粉虱的台湾种群与海南种群遗传距离非常近，海南地区的螺旋粉虱很有可能是有台湾传入的。2、应用次级内共生菌Cardinium、Arsenophonus和Wolbachia对螺旋粉虱螺旋粉虱不同种群的遗传分化进行了研究，主要结果如下：1)不同种群的Cardinium、Arsenophonus两种次级内共生菌16SrDNA基因序列基本一致，未发现变异位点，这一结论与次级内共生菌和寄主的协同进化关系更短暂、更松散，以及次级共生菌在寄主体内的传播方式有关一致。另外，

5、本实验结果还发现感染海南螺旋粉虱的Wolbachia属于B组，而且Wolbachia的系统发生与宿主的系统发生并未表现出对应关系，这可能与Wolbachia在同种宿主的不同个体间及不同种的宿主间均存在不同程度的水平传递有关。2)CardiniumfFDArsenophonus均可以感染螺旋粉虱，乐东、陵水以及定安的Arsenophonus的侵染率均高达100％，三亚不同地区和寄主I}匀!Arsenophonus的检出率也达至1J66．67％，而文昌的印度紫檀和番石榴种群的Cardinium_；f【lArsenophonus的检出率均为100％，屯昌种群中两种次级共生菌

6、的检出率均达到66．67％。整体而言，Cardinium和Arserlophorlu两种次级共生菌都检测T43个种群，分别检测出31和40个种群，Arsenophonus的种群检出率93．02％明显大于Cardinium的种群检出率72．09％，就样本检出率来讲，CardiniumFf口Arsenophonus检测样本总数分别为93、120，Arsenophonus的样本检出率87．50％大于Cardinium的样本检出率75．27％。由此可见，次级共生菌Cardinium和Arsenophonus两者都侵染海南省各县市的螺旋粉虱种群，而且侵染率极高。但是Wolbac

7、hia的检出率极低，种群检出率仅为2．32％，样本检出率也只有0．78％，在所检测的43个种群中只有三亚的印度紫檀种群检测出Wolbachia的存在。3、实验对螺旋粉虱全线粒体基因组序列进行测序分析，并从全线粒体基因组水平探讨半翅目部分种类的系统发育关系，主要结论如下：1)所测得的螺旋粉虱的全线粒体基因组长度为16170bp，包括13种蛋白质基因、20种tRNA基因、2种rRNA基因以及两个控制区。线粒体基因组的蛋白基因、rRNA基因和tRNA基因均存在很强的碱基A+T含量偏向性。2)螺旋粉虱线粒体基因组的13种蛋白质基因都使用了ATN作为起始密码子