《光肩星天牛兩型間基因滲透及其適應性分化的遺傳機制》是依託北京林業大學，由陶靜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：光肩星天牛兩型間基因滲透及其適應性分化的遺傳機制
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：陶靜
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對我國楊樹造成嚴重危害的光肩星天牛與黃斑星天牛曾經被認為是兩個不同的種。除其原分布區不同，兩者在形態特徵、生物生態學特性等方面都非常相似，因而，它們的種間關係一直飽受爭議。近年來，通過國內外學者的深入研究，證實了兩者是同一種的兩種型。兩型光肩星天牛產生分化的主要原因很可能是歷史上的地理隔離對基因交流的限制,以及對不同環境的適應性變異。在兩型重疊分布區發現的中間型現象暗示著漸滲雜交的發生。本項目藉助線粒體基因序列、核基因組的SSR、AFLP等分子標記，結合群體遺傳學的相關研究方法，揭示光肩星天牛的系統進化歷程及基因滲透在該過程中的作用；利用cDNA-AFLP技術和比較基因組學的方法，明確與兩型適應性分化相關的功能基因。最終闡明光肩星天牛的種內微進化過程和兩型分化的遺傳機制，為後續探討其適應性變異的多基因調控機制的研究提供基礎，同時為其它昆蟲表型變異的微進化過程研究提供借鑑。
結題摘要
光肩星天牛Anoplophora glabripennis (Motschulsky)是國內最重要的林木蛀乾害蟲之一，在中國分布範圍較廣，存在白斑和黃斑兩種型。本項目採用生物信息學的方法分析光肩星天牛全基因組微衛星特徵，設計微衛星引物2621對，並且從中篩選出21對SSR引物。結合形態標記和微衛星分子標記的研究方法，以光肩星天牛在中國分布的20個地理種群585個個體為研究對象，對其表型性狀的差異和遺傳多樣性、遺傳結構以及兩型間的種群分化問題進行了探討。構建了光肩星天牛鞘翅斑紋顏色數位化分析的方法，為其兩型分化機制的研究提供基礎。研究表明光肩星天牛的表型特徵存在著廣泛的變異且與寄主和地理因子相關，群體內變異是其表型性狀變異的主要來源。闡述了光肩星天牛地理種群遺傳結構與兩型遺傳分化：光肩星天牛的地理種群的遺傳結構具有一定的區域性，但受到地理阻隔的種群間也存在一定的基因交流，推測其遺傳結構受到人為因素的影響較大。光肩星天牛的兩型之間存在較強的基因交流，遺傳分化很低，遠小於地理隔離對其造成的分化；不同顏色斑型類群的遺傳距離聚類結果與他們斑型顏色變化趨勢相一致，即光肩星天牛兩型之間在遺傳關係上也存在與表型一致的過渡現象。構建的光肩星天牛觸角轉錄組，鑑定了42個氣味結合蛋白OBPs、12個化學感受蛋白CSPs、14個性信息素降解酶PDEs、1個氣味降解酶ODE、37個氣味受體ORs、11個味覺受體GRs、2個感覺神經元膜蛋白SNMPs和4個離子型受體IRs。組織表達譜的研究表明，化學感受蛋白AglaCSP3、 AglaCSP6和AglaCSP12偏向在下顎須中高表達；AglaCSP7和AglaCSP9偏向在觸角中高表達；且絕大多數的化學感受蛋白在六種感受器官中高表達，表明化學感受蛋白參與幾乎所有六種感受器官的嗅覺識別過程。性信息素結合蛋白AglaPBP2，偏向性地在觸角中表達，表明其主要作用可能是參與性信息素的高效及專一性識別。本研究闡述了光肩星天牛的種內微進化過程和兩型分化的遺傳機制，為後續探討光肩星天牛適應性變異的多基因調控機制及其化學感受機制的研究奠定了基礎。
