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大芋果蝇种组(Colocasiowmyia gigantea species group)是芋果蝇属所含的6个种组之一。该种组已知物种主要分布在印度尼西亚和所罗门群岛、马来西亚沙巴及我国云南等地,是迄今发现唯一利用龟背芋亚科植物的果蝇类群。该种组的海林芋果蝇和殷氏芋果蝇(寄主植物均为爬树龙和上树蜈蚣),由于对寄主植物花结构、果实形成过程的适应,在繁殖行为上表现出许多特殊性,与该种组其它物种只产单型卵不同,海林芋果蝇和殷氏芋果蝇在生活周期上打破了与寄主植物间原始的物候同步性(phenological synchrony),进化出了二化性,并且不同世代具有不同形态的卵,具体表现在:S型卵(夏季型卵)的丝状突仅为卵体的1/2;M型卵(秋季型卵)的丝状突与卵体近等长,而且两类卵所对应的世代在形态、幼虫食性、雌成虫产卵等方面有显著的区别。海林芋果蝇和殷氏芋果蝇不同世代卵的形态以及不同世代所表现的生活史特征,充分显示了其对特殊环境的适应,为我们探讨这一适应性改变的遗传机制提供了良好的研究系统。同时这是首次在昆虫内发现卵的非遗传多型,为后续探讨非遗传多型形成的进化驱动力以及相关的表观遗传学机制提供了一个新的视角。本研究通过建立海林芋果蝇(卵二型)和长突芋果蝇(单卵型)的野外单雌系,利用二代测序技术对这两个物种进行基因组从头测序,获得其de novo基因组数据(基因组大小分别为259.44 Mb、341.36 Mb,数据覆盖度245.56 X、231.29 X,contig N50 为 48.10 Kb、21.46 Kb,scaffold N50 为 1.88 Mb、1.49 Mb),结合网上已经发表的其它5个蝇类基因组数据,采用比较基因组学分析方法,研究海林芋果蝇季节性卵二型的遗传进化机制。首先,基于Treefam方法进行基因家族聚类和直系同源单拷贝基因筛选,共得到9476个基因家族和2796个直系同源基因。基于直系同源基因,以地中海实蝇(Ceratitis capitata)为外群,构建了系统发育树。系统发育分析结果以较高的置信度支持芋果蝇属的海林芋果蝇和长突芋果蝇聚为一枝。分歧时间估算结果表明两个物种在8.6个百万年前分歧。对基因家族扩张和收缩的分析发现海林芋果蝇分别有287(1404个基因)和339(1352个基因)个基因家族发生了显著的扩张和收缩,其中后期促进复合物(APC)、染色体结构维持蛋白(SMC)、piRNA等扩张的基因家族分别与细胞周期、染色体变化、生殖细胞活动等功能相关,这些基因拷贝数的增多暗示着这可能与海林芋果蝇生活周期缩短和化性改变有关。通过正选择分析,在海林芋果蝇中检测到了220个有正选择信号的基因,其中的3个基因ACC(乙酰辅酶A羧化酶)、FAF(泛素特异性蛋白酶)、SHOT(血影斑蛋白),据报道分别与糖脂代谢、胚胎发育和细胞迁移相关,推测可能在海林芋果蝇卵二型形成和丝状突特化过程中扮演重要的角色。本研究首次获得芋果蝇属代表物种,即海林芋果蝇和长突芋果蝇的基因组序列,开展海林芋果蝇卵二型的基因组学研究。我们将适应性进化延伸到了卵型这一很少受到关注的性状上,分析发现了一些与卵发育及表型控制相关的基因,研究结果有助于我们更全面地去理解多型卵产生的遗传机制,同时为后续的功能研究提供了重要的线索和理论依据。