基于线粒体DNA tRNAleuCOⅡ序列的川西地区东方蜜蜂保护遗传学研究

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东方蜜蜂(Apis cerana)在分类学上属昆虫纲(Insecta)、膜翅目(Hymenoptera)、蜜蜂科(Apidae)、蜜蜂属(Apis)。我国境内除新疆以外,大部分地区都有东方蜜蜂的分布,但是受到西方蜜蜂(Apis melliffera)以及人类活动的影响,我国东方蜜蜂的分布范围和种群数量明显减少,遗传资源破坏较严重。目前,四川省已成为我国东方蜜蜂主要分布区之一。本研究选取了四川省23个地理种群411个东方蜜蜂个体,利用线粒体DNA tRNAleuCOⅡ片段序列作为分子标记,对东方蜜蜂的遗传多样性、遗传结构、种群历史动态等方面进行分析,主要研究结果如下:试验成功扩增出长度为436 bp的东方蜜蜂mtDNA tRNAleuCOⅡ基因片段,该段序列A+T的平均含量为85.10%,C+G的平均含量为14.91%,说明此段为A+T富集区;该段序列共存在58个变异位点,包括26个简约信息位点,27个单突变位点和5个碱基缺失位点,共定义了53个单倍型。对23个地理种群进行遗传多样性分析,发现平均核苷酸差异数(K)为1.895,核苷酸多样度(Pi)为0.00440,单倍型多样性(Hd)为0.886;错配分析及中性检验表明23个东方蜜蜂种群整体上处于群体扩张状态。在遗传分化研究中,23个种群间的遗传距离(D)在0.00200.0136范围内,遗传分化系数(Fst)在-0.1030.549范围内,基因流(Nm)的数值在0.205+∞之间。遗传分化系数(Fst)和基因流(Nm)表明,群体间具有较大的基因流动;AMOVA分析表明东方蜜蜂mtDNA序列的变异主要发生在群体内,种群间呈中等水平的遗传分化;网络中介图与系统发育树表明单倍型聚类具有明显的系统地理格局;AMOVA层次分析表明,把[稻城,得荣,巴塘,九龙]归为一类、[新龙,康定,丹巴,道孚,泸定,小金,金川,马尔康,黑水,理县,汶川,宝兴,邛崃]归为一类、[茂县,青川,苍溪,富顺,石棉]归为一类、[冕宁]单独归为一类时,23个地理种群之间的组间变异值(Fct)最大。根据综合结果,将位于川西地区东方蜜蜂的地理种群划分成2个进化显著单元(ESU),第一个进化显著单元包括:稻城、得荣、巴塘和九龙;第二个进化显著单元包括:新龙、康定、丹巴、道孚、泸定、小金、金川、马尔康、黑水、理县、汶川、宝兴和邛崃。本研究首次大规模的分析了川西地区东方蜜蜂mtDNA tRNAleuCOⅡ基因序列的差异,揭示了种群的遗传多样性及历史动态,阐述了种群间的遗传分化和遗传结构,并最终确定了2个ESU,为四川省中蜂的资源保护提供了一些初步的资料。在今后的课题研究中还会采用全基因组、SSR等分子标记进行探讨,争取用最短的时间解决我国东方蜜蜂的种群现状,从而更好的保护和利用我国东方蜜蜂的种质资源。
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