“Genomic analysis of population structure and target-site mutations of Tetranychus trunctus in China”文章发表在《Pest Management Science》。截形叶螨种群遗传结构受地理隔离与人类活动共同塑造,其抗药性演化与种群历史紧密关联;中国东南地区种群遗传分化显著、多样性低,独立演化出F331Y抗药突变,北方种群因人为基因流广泛扩散单一起源的F331W与G328A突变,需实施区域差异化防控策略。
研究背景
截形叶螨是中国农田优势害螨,寄主范围广、耐高温,在北方干旱区危害严重。目前其种群遗传结构与抗药性机制研究不足,前期研究依赖二斑叶螨基因组作为参考,数据准确性受限,且缺乏新疆等关键区域样本。同时,广谱农药长期使用使其产生抗药性,但靶标突变分布与演化起源尚不明确。
实验方法
样本与测序:采集中国17个种群176头截形叶螨,整合已有数据,共分析44个种群343头个体,以该螨染色体水平基因组为参考进行全基因组重测序。
种群结构分析:通过系统发育树、PCA、ADMIXTURE、TreeMix分析种群分化、遗传多样性与基因流。
抗药性突变筛查:检测10个基因22个靶标抗药突变,重点解析乙酰胆碱酯酶(AChE)突变的演化起源。
核心结果
种群遗传结构:划分为4个地理支系,东南支系分化最高、核苷酸多样性最低;北方及新疆种群存在广泛基因交流,地理聚类存在偏差,人类活动介导长距离扩散是主要原因。
基因流特征:TreeMix检测到5次基因流事件,新疆、东北部分种群因基因渗入形成混合遗传背景。
抗药性突变:多数靶标突变频率极低,仅AChE、电压门控钠通道等4个基因检测到抗药突变;AChE的F331W/Y(42.13%)、G328A(12.39%)为高频突变。
突变演化:F331W与G328A为单一起源,在北方广泛扩散;F331Y为多次独立起源,主导东南支系抗药性。
研究结论
截形叶螨以地理隔离为基础的种群结构,被农业运输等人为活动打破,北方种群基因交流频繁,推动抗药突变快速传播;东南支系长期隔离形成独立抗药谱。该螨整体抗药性水平低于二斑叶螨,但有机磷和氨基甲酸酯类农药靶标突变已普遍存在。研究明确了中国截形叶螨种群分化与抗药性演化规律,为制定区域化害螨综合治理方案、延缓抗药性发展提供了基因组学依据。
原文链接:
https://doi.org/10.1002/ps.70802