青岛农大生物入侵团队揭示世界性入侵害虫烟粉虱MED隐种的复杂入侵模式

    2023-07-05 09:22:55 来源:植物医学学院          浏览数:0

  近日,青岛农业大学植物医学学院褚栋研究团队在Diversity and Distributions期刊上发表题为“Invasion genomics uncover complex introduction patterns of the globally invasive whitefly, Bemisia tabaci MED”的研究论文。该研究基于高质量的基因组学和群体基因组学分析揭示了烟粉虱MED隐种在世界各地的入侵扩散模式,研究成果为烟粉虱MED隐种的扩散及灾变机制提供了重要参考。

  烟粉虱MED隐种是一种全球分布的重大入侵害虫,不仅能够直接为害农业和经济作物,还可传播多种植物病毒,给我国农业安全生产构成巨大的威胁,然而其扩散灾变机制尚不清楚。尽管前人基于线粒体DNA和微卫星标记等分子标记对该害虫的入侵模式和入侵遗传机制进行了广泛的探讨,但仍存在较大的局限性,亟待运用更加完善的基因组学分析和更广泛样本分析。

  该研究首先组装了烟粉虱MED隐种的高质量染色体水平基因组(图1),进一步比较基因组学分析表明:基因组快速扩张的基因家族和正选择基因除了与杀虫剂相关的多种代谢途径有关以外,还与胰岛素分泌、蜕皮激素分泌、促性腺激素释放及多个信号传导通路等重要生理活动过程相关,这可能与烟粉虱在入侵地的快速适应性进化密切有关。在构建的烟粉虱MED的高质量染色体水平基因组基础上,基于简化基因组测序技术(2b-RAD)对采自原产地地中海地区(克罗地亚、塞浦路斯、西班牙、以色列和波黑)和入侵地区(中国、韩国和美国)的29个不同地理种群样本进行群体基因组学分析,结果表明:烟粉虱MED隐种中美种群具有不同的入侵来源,即亚洲的群体起来源于西地中海国家,而北美的群体则来源于东地中海国家。而且,地中海西部烟粉虱种群也向地中海中/东部地区扩散(图2)。

  青岛农业大学李洪冉(现为中国农科院深圳农业基因组研究所博士后)为论文的第一作者,青岛农大硕士生王吉成、基因组所博士生彭炎为共同第一作者,褚栋教授为论文的通讯作者,中国农科院深圳基因组研究所萧玉涛研究员参与了该项研究。该研究得到了国家重点研发计划(2022YFD1401200)、山东省泰山学者特聘专家(tstp20221135)、国家自然科学基金(31872030、31572064)项目的支持。

  图1. 烟粉虱MED基因组的测序流程、组装与注释

  图2. 收集的29个烟粉虱MED种群进行的群体遗传学分析

  原文链接:http://doi.org/10.1111/ddi.13751

责任编辑:房明 张琳