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我所科研人员揭示黑腹果蝇的遗传多样性与环境适应性

发布时间:2021年03月09日 15:22  浏览次数:

黑腹果蝇Drosophila melanogaster是著名的模式生物。该物种首先起源于非洲的热带和亚热带地区,伴随着人类的贸易活动,逐步扩散到世界其他地区。目前关于黑腹果蝇的遗传多样性研究多集中于欧洲、美洲、澳洲和非洲等地区,而东亚地区的此项研究甚少。

植保环保所博士后岳雷等研究人员采集了我国16个不同地区黑腹果蝇的样本(图1 a),采用线粒体COI基因和微卫星分子标记的技术,研究了黑腹果蝇在我国的遗传结构和环境适应机制。线粒体分析结果表明,我国黑腹果蝇具有丰富遗传多样性和独特的单倍型,存在14种单倍型,其中10种为我国所特有,且多分布于陕西、四川和云南等西部和西南地区(图1 a-b)。微卫星及群体遗传结构分析结果则表明,尽管黑腹果蝇在我国的种群分化指数相对较低(成对FST值在0到0.11之间),种群遗传分化不明显,但是其遗传距离与地理隔离和环境隔离显著相关(图2 a-b)。而新疆库尔勒、广州、内蒙古呼伦贝尔和辽宁葫芦岛的遗传分化程度更高。对环境变量和地理变量进行冗余分析后发现,二者对遗传变异的解释度分别为62.10%和31.58%,其中环境变量主要涉及平均月温差、最大降水月份的降水量和年平均降水量等气候因子(图2 c)。该项研究不仅揭示了我国不同地区黑腹果蝇遗传多样性特征,也为其环境适应性机制的进一步阐明奠定了基础。

该研究发表于英国皇家遗传学会官方期刊Heredity上。该刊物在著名遗传学家、现代统计学奠基人Ronald A. Fisher和Cyril D. Darlington的资助下于1947年创刊,由Nature出版集团编辑出版和发行,在国际上享有良好的声誉,我国研究人员年均发文量不足20篇。论文第一作者为博士后岳雷,论文共同作者包括陈金翠、宫亚军、林言昊和Ary A. Hoffmann教授(澳大利亚墨尔本大学),魏书军研究员和曹利军博士为论文的共同通讯作者。

该研究得到中澳害虫防治研究联合实验室(Z201100008320013)、北京市博士后基金(2020-22-108)和北方果树病虫害绿色防控北京市重点实验室项目(BZ0432)的资助。

全文链接:https://www.nature.com/articles/s41437-021-00419-8

图1我国黑腹果蝇单倍型的地理分布(a)和进化分析(b)

 图2我国黑腹果蝇遗传距离与地理距离(a)、环境距离的相关性分析(b)及冗余分析(c)

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