加勒比三岛蚊子种群遗传学:生态位与种群历史的交织影响

【字体: 时间:2025年05月10日 来源:Parasites & Vectors 3

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  在蚊子种群遗传学研究中,多聚焦于医学相关物种,缺乏对同区域多样物种的探讨。研究人员以加勒比阿鲁巴、库拉索和博内尔岛的蚊子为对象,分析 6 种蚊子线粒体 COII序列。结果发现不同物种遗传多样性和结构不同,该研究为理解蚊子种群遗传学提供新视角。

  在全球范围内,蚊子家族十分庞大,已知约有 3700 种。但目前人们对大多数蚊子的了解非常有限,研究主要集中在少数具有医学重要性的物种上,比如传播疾病的蚊子。在蚊子种群遗传学领域,以往的研究多围绕病原体传播和病媒控制,重点关注主要的入侵物种或与医学相关的物种,这使得我们对蚊子种群遗传学的认识存在局限。我们并不清楚在同一区域内,具有不同生态策略的蚊子种群,其遗传学模式在结构和复杂性上有何差异。同时,非本土物种和本土物种在生态学和种群遗传结构上的差异也尚不明确。为了解开这些谜团,来自荷兰莱顿大学环境科学研究所等机构的研究人员,开展了一项极具意义的研究。
这项研究成果发表在《Parasites & Vectors》杂志上。研究人员选择了加勒比地区阿鲁巴、库拉索和博内尔岛的蚊子作为研究对象。这些岛屿位于热带半干旱地区,拥有丰富多样的栖息地,蚊子种类繁多,既有本土物种,也有非本土物种,为研究提供了理想的环境。
研究人员运用了多种技术方法。首先是样本采集,他们在 2022 年 11 月至 12 月期间,采用多种诱捕方法,从不同岛屿的多个地点收集蚊子样本,涵盖了不同的生命阶段和栖息地,以确保样本的全面性和代表性。接着是 DNA 提取与扩增,针对不同样本类型,使用特定的试剂盒提取线粒体 DNA(mtDNA),并通过 PCR 扩增线粒体 COII基因片段。之后,对扩增产物进行 Sanger 测序,部分样本还用牛津纳米孔测序技术解决序列歧义问题。最后,利用 Unipro Ugene 软件进行序列比对和质量控制,运用 PopART 和 DnaSP 软件进行单倍型网络分析和遗传多样性统计分析。
研究结果主要分为以下几个方面:
  • 蚊子采集成果:成功获得了 6 种蚊子共 258 个样本的 COII序列,样本来自 109 个不同地点,覆盖了每个岛屿,且每种蚊子在三个岛屿上均有采集。通过系统发育树分析,确认这些物种为遗传上分离的种群。
  • 遗传多样性和种群遗传结构差异:分析发现,6 种蚊子在遗传多样性和分化上呈现出三种主要模式,可分为三个物种组。第一组是埃及伊蚊(Ae. aegypti)和致倦库蚊(Cx. quinquefasciatus),它们均为非本土物种,遗传多样性较低,三个岛屿上的种群遗传差异不大。第二组包括黑斑库蚊(Cx. nigripalpus)和背点伊蚊(Ae. taeniorhynchus),属于本土物种,遗传多样性高,不同岛屿上的单倍型联系紧密。第三组是未描述的 Deinocerites 属物种和金黄嗜血蚊(Hg. chrysochlorus),同样是本土物种,遗传多样性高,但大多数单倍型仅在单个岛屿上发现。
    研究结论表明,蚊子种群遗传学在本土和非本土物种之间存在显著差异,这很可能是种群历史造成的。在本土物种中,具有特定繁殖栖息地的物种,其种群遗传结构在地理上更为分散,这与它们的生态特征和扩散能力有关。该研究强调了在单一区域研究多种蚊子物种的重要性,这有助于我们在更广泛的历史、生态和进化背景下理解蚊子种群遗传学模式,为后续研究奠定了重要基础,也为蚊子传播疾病的防控等相关领域提供了有价值的参考。

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