理论教育 宽带果实蝇种群生态学研究:发现单倍型系统发育树及其地理分布

宽带果实蝇种群生态学研究:发现单倍型系统发育树及其地理分布

时间:2023-10-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:贝叶斯法构建的单倍型系统发育树贝叶斯法构建单倍型系统发育树显示,瓜实蝇外群单倍型为H208,源自日本种群的单倍型与瓜实蝇具有最近的亲缘关系。上海H137和重庆H105单倍型是我国大陆地区最接近日本种群的单倍型,支持率为0.94,进一步分化则连接到我国其他单倍型,支持率达0.97。对两类分支进行细分,可以发现,单倍型爆发以中部和西部地区单倍型较多。

宽带果实蝇种群生态学研究:发现单倍型系统发育树及其地理分布

(1)贝叶斯法(MrBayes)构建的单倍型系统发育树

贝叶斯法构建单倍型系统发育树显示(见图2.5),瓜实蝇外群单倍型为H208,源自日本种群的单倍型与瓜实蝇具有最近的亲缘关系。上海H137和重庆H105单倍型是我国大陆地区最接近日本种群的单倍型,支持率为0.94,进一步分化则连接到我国其他单倍型,支持率达0.97。在我国分化的单倍型显示出两个明显的类群,一类是以长三角洲和西部地区为主的单倍型聚于一支,随后发育成不同地区单倍型分布的局面;另一类是以西部单倍型发育成型的分支,以西部种群为主,进一步发育为全国各地单倍型分布。对两类分支进行细分,可以发现,单倍型爆发以中部和西部地区单倍型较多。

分析表明,日本种群保存有大量较原始的单倍型种类。在我国,宽带果实蝇极有可能经上海和重庆传入,从长三角洲和西部地区得以传播扩散,在华中地区得以大面积爆发,最终形成全国范围内的广泛基因交流。

图2.5 贝叶斯法构建单倍型系统发育树
Fig. 2.5 Phylogenetic BI tree of Zeugodacus scutellatus haplotypes

注:蓝色代表日本种群,红色代表西部种群(重庆、贵州、陕西、山西、云南),绿色代表长三角种群(上海、浙江、江苏、安徽),紫色代表中部种群(湖南、河南、湖北、江西)
Blue, Japan population; red, weern population (Chongqing, Guizhou,Shaanxi, Shanxi, Yunnan); green, Yangtze River Delta (Shanghai,Zhejiang, Jiangsu, Anhui); purple, central China (Hunan, Henan, Hubei,Jiangxi)

(2)邻接法构建单倍型系统发育树(neighbor-joining tree)

邻接法构建的单倍型系统发育树(见图2.6,仅显示部分结果),以瓜实蝇H208单倍型作为分析外群,H194~H207共14个单倍型为日本种群单倍型,聚集在发育树的底部。到由单倍型H203与我国单倍型连接,分化为上海H137和重庆H105单倍型,由长三角和西部地区的单倍型逐渐分化出全国不同地区单倍型。邻接法从另一角度佐证了宽带果实蝇的起源和扩散路径,与贝叶斯法得出的结论一致。(www.daowen.com)

图2.6 邻接法构建单倍型系统发育图(仅显示图形底部结果)
Fig. 2.6 The NJ tree of 26 populations of Zeugodacus scutellatus(the bottom of picture was showed)

(3)单倍型中介网络图(median-joining network)

宽带果实蝇单倍型中介网络图分析显示(见图2.7),H208(蓝色)为瓜实蝇单倍型,靠近H208的单倍型聚集在根部,序号为H194 ~ H207,全部为日本种群的单倍型。经过一步突变与重庆万州、上海单倍型相连接,经过两条不同路径达到主单倍型H2。路径一:扬州单倍型(H126)与上海(H134)单倍型紧密相连,经湖北(H144)等种群继续扩散,在河南、江西等中部地区种群数量扩大,到达主单倍型H2。路径二:贵州赫章(H166)、湖北巴东单倍型与重庆单倍型紧密相连,在贵州兴义贵阳、河南信阳进一步扩大,在H35共享单倍型种群数量增多,到达主单倍型H2。H20和H35是两个连接主单倍型的关键单倍型,H20以东部和西部种群为主,包括贵阳、嘉兴、上海、信阳;H35以西部和中部种群为主,包括长沙、河南、陕西、陕西和重庆等8个种群。

图2.7 宽带果实蝇单倍型网络图(蓝色:瓜实蝇;黄色:宽带果实蝇种群;红色:中介点)
Fig. 2.7 Median-joining network of Zeugodacus scutellatus haplotypes.(Blue, Zeugodacus cucurbitae; yellow, Zeugodacus scutellatus;red, median vector)

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