基于线粒体COI基因对云南省不同水系外来入侵生物福寿螺的系统发育学研究

论文摘要

[目的]福寿螺(Pomacea sp.)是一种水生软体动物,小管福寿螺(P.canaliculata)被认定为全球性入侵生物,并造成严重危害。该螺于上世纪80年代中后期入侵至云南省,随后扩散至10个州市33个县,破坏入侵地的原有生态。小管福寿螺也是广州管圆线虫的主要中间宿主,威胁人类公共卫生安全,近年来云南省已有多例人广州管圆线虫病的病例报道。本论文以云南省地域内的三大水系(澜沧江、怒江、元江)为研究范围,以入侵生物福寿螺为研究对象,基于线粒体氧化色素酶1基因(COI)标志调查福寿螺的分布情况及其种类。同时对所有样本进行单倍型及分子发育分析,拟揭示三大水系的福寿螺分子种群构成,解析其入侵、定殖以及扩散的规律。[方法]本研究采用区域抽样法选择了云南省澜沧江、怒江与元江水系等所流经的9个州/市(区/县),总共5个区域,27个采样点。对上述调查点州市的农贸市场,以及周边区域田间、地头、池塘、菜地、水沟、鱼塘等福寿螺易孳生地内是否有福寿螺踪迹,若发现存在福寿螺,采样带回实验室,取样本腹足部分抽提全基因组DNA,常规PCR扩增样本的COI序列,并测序。利用MEGA6.0采用最大似然法构建所有测序样本的系统发育树,随后采用Dna SP5.10进行单倍型计算分析,利用TCS 1.21与Netwalk4.0构建单倍型网图,最后采用ArcGIS 10.2绘制单倍型分布图。选择单倍型分析中独有单倍型的COI序列,获取公共数据库中公布的小管福寿螺COI序列,采用MEGA 6.0进行序列比对后,基于最大似然法构建系统发育树进行分析。利用DnaSP 5.10计算Pi、k、Hd等反映种群遗传多样性的指标。[结果]澜沧江、怒江、元江水系的27个采样点中有22个采样点出现入侵福寿螺(81.48%)。同时共获得344个福寿螺样本的COI序列信息。系统发育分析表明云南省3条水系5个区域存在三个福寿螺属的入侵种,分别为:小管福寿螺(84.59%)、斑点福寿螺(P maculata,1.16%)以及一个福寿螺未定种(Pomacea sp.,14.24%)。澜沧江上游、中游、下游水系区域,以及怒江水系区域,共7个采样点同时存在小管福寿螺与福寿螺未定种。在元江水系区域的元江县(4.07%)与泸西县(4.07%)2个采样点仅存在小管福寿螺。而此次研究仅有4个斑点福寿螺样本,分别在澜沧江中游、下游水系区域(临沧市爱华镇与耿马镇、普洱市南屏镇、玉溪市元江县)被发现。云南省3条水系的小管福寿螺样本单倍型分析表明:存在14个单倍型(PcH1、PcH2、PcH19、PcH39～PcH49),包括:6个共享单倍型与8个独有单倍型。PcH19、PcH47与PcH1是最主要的共享单倍型,分别占样本量的28.51%、26.12%与22.34%。澜沧江水系三个区域采集的小管福寿螺存在13个单倍型,主要共享单倍型为PcH19和PcH47,分别占澜沧江流域小管福寿螺样本的29.60%、29.15%。中游水系区域的临沧市耿马县的小管福寿螺单倍型最多为10个。怒江及元江水系区域存在4个单倍型,主要的共享单倍型为PcH1,PcH19。全球范围的样本小管福寿螺单倍型分析中,PcH1同样是最主要的共享单倍型,云南3条水系的7个独有单倍型与分别代表美洲、亚洲、大洋洲等19个单倍型种群共同围绕单倍型PcH1形成星状结构;而PcH2、PcH19两个主要单倍型则与我国大陆以前报道的小管福寿螺种群共享。福寿螺未定种存在4个单倍型(HaP1～4),包括2个主要的共享单倍型(HaP1,55.10%;HaP4,40.82%)以及2个独有的单倍型。HaP1仅存在澜沧江水系,且且被上中下游区域4个地理种群共享,其所占比例分别为:大理州洱源县(5%)、临沧市爱华镇(50%)、耿马镇(20%)以及普洱市西盟县(25%);HaP4则主要被澜沧江下游水系区域、怒江水系流域3个地理种群共享,其所占比例分别为:景洪勐罕镇(3.70%)、嘎栋乡(22.22%);德宏瑞丽市(74.07%)。最大似然法构建的系统发育树分析结果与单倍型分析结果一致,同时表明3条水系的小管福寿螺分为两个种系:lineage A与lineage B。其中lineage A包括:共享单倍型PcH2、PcH19,以及其余10个本研究独有单倍型,与前人报道国内小管福寿螺的多个单倍型处于一个分支,该分支自展值为80%;lineage B则包括:共享单倍型PcH1,以及独有单倍型PcH49与已公布的南美洲(阿根廷、乌拉圭)、东南亚(缅甸、泰国、菲律宾、印度尼西亚、日本等)、北美洲(美国)、大洋洲(巴布亚新几内亚)以及中国台湾、中国大陆的单倍型聚成大型分支,自展值为64%。基于对三条水系5个区域COI序列的多样性分析中,此5个区域种群均具有多态性,其中澜沧江中游水系区域小管福寿螺核苷酸多样性,单倍性多样性最高(Pi=0.03761>0.005,Hd=0.703±0.029>0.5),元江水系区域次之(Pi=0.02067>0.005,Hd=0.548±0.045>0.5),而澜沧江上游、下游水系区域、怒江水系区域小管福寿螺核苷酸多样性均不高,pi值分别为0.01119、0.00403、0.01766,均小于澜沧江中游水系、元江水系2个区域,且这3个区域单倍性多样性均较低(Hd<0.5),较低的单倍型多样性提示澜沧江上游、下游水系区域、怒江水系区域的小管福寿螺种群可能正受到奠基者效应的影响。[结论]1、云南省澜沧江、怒江、元江水系存在广泛的福寿螺入侵,主要的入侵种为小管福寿螺与福寿螺未定种,仅存极少量的斑点福寿螺。福寿螺未定种分布于澜沧江、怒江水系。2、云南省三条水系入侵小管福寿螺有14个单倍型,最为主要的单倍型为PcH1和PcH19。PcH1与PcH19在三条水系均有发现,但PcH1在澜沧江下游没有发现;云南省澜沧江、怒江水系存在一个福寿螺未定种的入侵,该未定种存在4个单倍型,其中最为主要的单倍型为Hap1与Hap4。Hap1主要分布于澜沧江上游、中游、下游水系3个区域。Hap4主要分布于澜沧江水系下游及怒江水系区域;云南省三条水系小管福寿螺存在两个主要的分子种群,分别为:Lineage A与Lineage B。Lineage A仅存于中国与菲律宾,且中国大陆为主要的种群,该种群包括了主要单倍型PcH19、PcH47;LineageB与小管福寿螺来源地阿根廷同源,可认为该群为当时的引入种群,该种群包括了主要单倍型PcH1。

论文目录

• 缩略词表
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
•   1.1 福寿螺概述
•   1.2 福寿螺入侵史
•   1.3 福寿螺在云南的流行特点
•   1.4 福寿螺分子种群遗传学
•   1.5 本论文研究内容及意义
• 材料与方法
• 结果
•   1 云南省不同水系福寿螺调查分布情况
•   2 云南不同水系福寿螺COI基因序列测定
•   3 云南省不同水系福寿螺系统发育研究结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 综述
•   参考文献
• 攻读学位期间获得的学术成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 冉甄

导师: 杨亚明

关键词: 福寿螺,系统发育树,单倍型,云南

来源: 昆明医科大学

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 生物学,基础医学

单位: 昆明医科大学

基金: 科技部科技部“生物安全关键技术“重点研发项目-重要热带病传播相关的入侵媒介生物及其病原体的生物学特性研究(编号2016YFC1200500)

分类号: R384

DOI: 10.27202/d.cnki.gkmyc.2019.000718

总页数: 64

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