基于无创取样法的金斑喙凤蝶线粒体基因组种内系统发育研究:以井冈山种群为例

金斑喙凤蝶(Teinopalpus aureus)为国家一级重点保护野生动物,其极高的保育级别与稀少的野外种群数量要求我们必须开发一种无创取样法来获得其遗传信息。为此,本研究依托保护区有关金斑喙凤蝶保育研究,采集了蝴蝶变态发育各阶段遗留的DNA材料,如幼虫粪便、末龄虫头壳、末龄幼虫蜕、成虫羽化后的蛹壳、幼虫丝腺分泌物,通过试剂盒提取法,尝试获得其基因组DNA。根据样品不同的保存时间和保存方式,探究无创取样法提取DNA的可行性。(1)根据多因素方差分析样品来源、保存方法与保存时间对提取的DNA浓度均影响显著(P<0.001),而且,发现样品来源与保存方法间交互效应明显,其交互作用对DNA提取浓度影响显著(P=0.01)。(2)从大多无创样品中,都能提取获得金斑喙凤蝶基因组DNA,其中,从新鲜粪便获得的DNA浓度最高,为(25.9±3.69)ng/μl,但经自然干燥的粪便,长期保存后无法获得DNA;同样情况下,从幼虫蜕皮中均能获得DNA,但浓度很低(4.2±2.19)ng/μl。不仅如此,经长期酒精保存后,幼虫蜕皮较蛹壳更易获得DNA。(3)从无创材料中提取的线粒体基因组与从幼虫夭折个体提取的线粒体基因组基本一致,且基于无创取样法,得到基于线粒体基因组的发育树,可知金斑喙凤蝶JGS种群归属指名亚种(T.aureus aureus Mell),其地位清晰,能较好地与来自武夷亚种[T.aureus wuyiensis Lee(MHS,PS,WYS)]、广西亚种[T.aureus guangxiensis Chou et Zhou(DYS)]地理种群分开。因此,本次建立的金斑喙凤蝶无创取样法,能满足线粒体分子标记法与遗传分析需要,获得稳定、可信结果,适于推广应用于其他珍稀蝶类或其他珍稀昆虫,能有效解决它们线粒体等分子标记法与遗传多样性研究中正面临的取样难问题,拓宽珍稀蝶类的分子生态学研究方法、手段。

吉林省10个柞蚕品种的线粒体基因组分析

吉林省是我国二化性柞蚕(Antheraea pernyi)的种源基地,种茧产量占全国用种量的80%以上。本文测定了吉林省10个柞蚕品种的线粒体基因组,并结合已有的8个柞蚕品种的线粒体基因组重建了这些品种的系统发育关系。吉林省10个柞蚕品种中,选大4号的线粒体基因组为15 570 bp,其余9个品种(吉青、高油1号、永青、超杂1号、吉抗109、吉黄2号、选大2号、吉柞889、吉柞882)的线粒体基因组长度均为15 572 bp;这10个柞蚕品种的线粒体基因组均编码13个蛋白编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因。系统发育分析发现,供试的18个柞蚕品种分为3个线粒体DNA世系群,即豫早1号世系群、青黄1号世系群、青6号世系群;吉林的柞蚕品种5个属于青黄1号群,5个属于青6号群。18个柞蚕品种的线粒体基因组共鉴定出17个单倍型,其中吉黄2号和选大2号的序列完全一致。序列分析共鉴定出224个单核苷酸变异位点(包括20个插入/缺失位点),豫早1号群5个品种的多态性位点高达164个;青黄1号群6个品种的多态性位点仅为11个;青6号群7个品种的多态性位点为16个。分子变异方差分析(AMOVA)表明,豫早1号群与青6号群和青黄1号群之间的分化系数Fst高达0.66,而青6号群和青黄1号群之间的分化系数Fst也达到0.26。研究结果从分子水平揭示了这10个吉林柞蚕品种与辽宁种群高度同源;与河南品种资源相比,供试的10个吉林柞蚕品种资源的遗传基础较为狭窄。本研究为深入理解吉林柞蚕品种资源的遗传基础与创新利用提供了基本信息。