萧玉涛团队领衔国际合作揭示草地贪夜蛾遗传来源和入侵爆发机制

2023-08-30 04:54:11来源：

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草地贪夜蛾自2016年入侵非洲以来，已然成为东半球主要农作物害虫。根据农业农村部最新发布的《一类农作物病虫害名录（2023年）》，草地贪夜蛾排名第一。截至目前，关于东半球草地贪夜蛾入侵来源及生物型鉴定依然存在诸多争议。

近日，尊龙凯时人生就是博萧玉涛研究团队联合英国兰卡斯特大学和非洲多个研究机构，在生态学领域知名期刊《分子生态学（Molecular Ecology）》上发表了题为“Global genomic signature reveals the evolution of fall armyworm in the Eastern hemisphere”的研究论文。该文章通过群体基因组学分析草地贪夜蛾全球种群遗传结构，阐明了东半球草地贪夜蛾潜在的入侵来源，并初步揭示了其快速扩散的机制。

研究人员对153份入侵地样品（东半球：非洲、亚洲）和127份原产地样品（西半球：北美、中美、南美）开展比较分析。群体遗传结构显示入侵地样品与原产地样品区分开，其中原产地样品呈现出高度分化，但是整体上依然存在两个相对独立的遗传群体（美洲“水稻型”和美洲“玉米型”），且群体分化与Z染色体磷酸丙糖异构酶基因（Tpi）高度关联。入侵地田间种群遗传组成表现出明显的同质性，符合短期内从非洲至亚洲的扩散传入模式。

图 | 草地贪夜蛾群体遗传结构

群体遗传分化（Fst）及种群历史模拟（demographic history）显示美洲“玉米型”和东半球入侵群体具有更近的亲缘关系，且基因流信号也支持美洲“玉米型”指向入侵群体，基于抗性基因频率及线粒体COI基因亚型分布比例的结果表明北美和中美地区是潜在的入侵来源。文章推测，在非洲本土可能存在一个小规模独立演化的草地贪夜蛾种群，与近期（2016年）新入侵的群体混杂，是造成其迅速扩散并爆发成灾的重要原因。

图 | 草地贪夜蛾线粒体基因组单倍型网络

研究还发现，由于草地贪夜蛾自然群体存在广泛的混杂，基于母系遗传的线粒体开发标记已不再适用于草地贪夜蛾生物型鉴定及群体结构分析，基于Tpi基因的生物型分型在原产地美洲依然适用，但是在东半球的应用存在一定的局限性。后续基于更大规模样品以及更多维度的分析将有助于深入理解草地贪夜蛾种群分化的关键驱动因素，进一步明确其种群演化的遗传机制，以及潜在的生态�：Γ莸靥耙苟甑穆躺揽靥峁┲匾傅�。

图 | 草地贪夜蛾入侵扩散示意图

尊龙凯时人生就是博张磊、博士后李再园、博士生彭炎为论文的共同第一作者，尊龙凯时人生就是博研究员萧玉涛为通讯作者。兰卡斯特大学Kenneth Wilson教授参与了该研究；瓦赫宁根大学Robin Velzen、Vera Ros、Eric Schranz教授为该研究提供了协助指导。该研究得到深圳市基础研究专项等项目的资助。

原文链接：http://doi.org/10.1111/mec.17117

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