我所科研人员揭示黑腹果蝇的遗传多样性与环境适应性

发布时间：2021年03月09日 15:22　　浏览次数：1294

黑腹果蝇Drosophila melanogaster是著名的模式生物。该物种首先起源于非洲的热带和亚热带地区，伴随着人类的贸易活动，逐步扩散到世界其他地区。目前关于黑腹果蝇的遗传多样性研究多集中于欧洲、美洲、澳洲和非洲等地区，而东亚地区的此项研究甚少。

植保环保所博士后岳雷等研究人员采集了我国16个不同地区黑腹果蝇的样本（图1 a），采用线粒体COI基因和微卫星分子标记的技术，研究了黑腹果蝇在我国的遗传结构和环境适应机制。线粒体分析结果表明，我国黑腹果蝇具有丰富遗传多样性和独特的单倍型，存在14种单倍型，其中10种为我国所特有，且多分布于陕西、四川和云南等西部和西南地区(图1 a-b)。微卫星及群体遗传结构分析结果则表明，尽管黑腹果蝇在我国的种群分化指数相对较低（成对FST值在0到0.11之间），种群遗传分化不明显，但是其遗传距离与地理隔离和环境隔离显著相关（图2 a-b）。而新疆库尔勒、广州、内蒙古呼伦贝尔和辽宁葫芦岛的遗传分化程度更高。对环境变量和地理变量进行冗余分析后发现，二者对遗传变异的解释度分别为62.10%和31.58%，其中环境变量主要涉及平均月温差、最大降水月份的降水量和年平均降水量等气候因子（图2 c）。该项研究不仅揭示了我国不同地区黑腹果蝇遗传多样性特征，也为其环境适应性机制的进一步阐明奠定了基础。

该研究发表于英国皇家遗传学会官方期刊Heredity上。该刊物在著名遗传学家、现代统计学奠基人Ronald A. Fisher和Cyril D. Darlington的资助下于1947年创刊，由Nature出版集团编辑出版和发行，在国际上享有良好的声誉，我国研究人员年均发文量不足20篇。论文第一作者为博士后岳雷，论文共同作者包括陈金翠、宫亚军、林言昊和Ary A. Hoffmann教授（澳大利亚墨尔本大学），魏书军研究员和曹利军博士为论文的共同通讯作者。

该研究得到中澳害虫防治研究联合实验室（Z201100008320013）、北京市博士后基金（2020-22-108）和北方果树病虫害绿色防控北京市重点实验室项目（BZ0432）的资助。

全文链接：https://www.nature.com/articles/s41437-021-00419-8

图1我国黑腹果蝇单倍型的地理分布（a）和进化分析（b）

 图2我国黑腹果蝇遗传距离与地理距离（a）、环境距离的相关性分析（b）及冗余分析（c）