基于DNA条形码的河南省部分地区常见白蛉种群遗传多态性分析

目的应用以细胞色素C氧化酶亚基(I cytochrome c oxidase subunit I,COI)基因为分子标记的DNA条形码技术鉴定河南省常见白蛉蛉种,分析其种群遗传多态性,为该省内脏利什曼病防控提供科学依据。方法2021—2023年,在河南省有内脏利什曼病病例报告的安阳片区,郑州、洛阳、许昌(郑洛许)片区和无病例报告的焦作、新乡(焦新)片区的13个白蛉监测点采集白蛉样本,提取单只白蛉基因组DNA并扩增其COI基因。对扩增产物进行双向测序,拼接序列经BLAST比对鉴定蛉种。采用Mega 11软件计算不同片区白蛉种内与种间遗传距离,并构建系统发育树。采用DnaSP软件计算白蛉COI基因核苷酸序列多态性,采用Arlequin软件计算不同地理种群间的遗传分化指数(F_(ST)),采用基因流值(Nm)衡量群体中基因流动,采用STRUCTURE软件对中华白蛉不同地理种群进行群体遗传结构分析。结果2021—2023年,自河南省郑洛许片区、焦新片区以及安阳片区13个白蛉监测点累计采集978只白蛉,随机选择其中475只进行检测。基于COI基因的分子生物学检测鉴定出中华白蛉304只、鳞喙司蛉162只、贝氏司蛉9只,其中贝氏司蛉为河南省首次发现。各蛉种种内遗传距离为0.000~0.040,种间遗传距离为0.133~0.161。系统发育树分析显示,3种蛉种各自形成一个进化支。各片区中华白蛉种群遗传多态性水平存在较大差异,其中郑洛许片区单倍型多样性(0.966±0.007)和核酸多样性(0.011)均最高,安阳片区单倍型多样性(0.720±0.091)和核酸多样性(0.004)均最低。安阳片区、焦新片区中华白蛉种群优势单倍型均为Pch_Hap_2,2个片区种群间存在中度遗传分化(0.05<FST<0.15)和较频繁的基因交流(Nm值>1)。种群遗传结构分析显示,安阳片区、焦新片区中华白蛉种群优势组分均为K5。郑洛许片区中华白蛉种群无明显优势单倍型,与另2个片区中华白蛉种群之间均存在极高遗传分化(FST>0.25)和极少基因交流(Nm值<1),其种群优势组分为K3。3个片区鳞喙司蛉种群遗传多态性水平差异不大。结论河南省存在中华白蛉、鳞喙司蛉、贝氏司蛉3种白蛉,其中贝氏司蛉为该省首次通过分子生物学方法鉴定发现。省内不同片区中华白蛉种群存在不同程度的遗传分化和基因交流。