多食性潜叶蝇Liriomyza trifolii的种群系统基因组学与遗传结构：揭示隐存种分化及寄主适应性进化

本研究通过锚定杂交富集(AHE)和单核苷酸多态性(SNP)技术，解析了全球入侵性害虫三叶斑潜蝇(Liriomyza trifolii)的基因组特征，证实其存在与辣椒/酸浆寄主专化相关的隐存种(PT群)，揭示线粒体A/W谱系与核基因组的不一致性，并为亚洲入侵种群溯源提供分子证据。研究成果对害虫精准防控具有重要指导价值。

　　

ABSTRACT
三叶斑潜蝇(Liriomyza trifolii)作为危害蔬菜和观赏作物的多食性害虫，近50年从美洲扩散至全球。基因组分析揭示其辣椒/酸浆种群(PT群)构成独立单系群，与其余种群(非PT群)存在生殖隔离，证实其为未被描述的隐存种。中国种群形成独特单系分支，反映亚洲入侵历史。

1 引言
植食性昆虫的遗传分化常由地理隔离、生态适应等因素驱动。本研究聚焦三叶斑潜蝇——已记录400余种寄主植物的全球入侵物种。早期线粒体数据显示其存在深度分化的A/W谱系，暗示隐存种可能。该物种20世纪70年代从佛罗里达扩散至加州，2005年入侵中国后迅速蔓延。

2 材料与方法
对10科23种寄主上的171个样本(含2个L. sativae外群)进行全基因组测序。采用QIAGEN试剂盒提取DNA，Illumina平台测序后，使用TRINITY进行de novo组装。SNP分析以L. trifolii参考基因组(JXHJ00000000.1)为基准，通过BWA比对和GATK变异检测。系统发育分析采用IQ-TREE构建最大似然(ML)树，ASTARL-III计算溯祖树，PCA和F_st分析评估群体结构。

3 结果
3.1 系统发育分析
核基因组数据支持PT群(含辣椒/酸浆及少量芹菜/洋葱样本)的单系性，与线粒体W谱系中的"辣椒分支"对应。非PT群中线粒体A/W谱系个体混杂，未形成单系群。溯祖分析显示中国样本构成独立分支，且存在三个地理梯度：北美主导(96%)→北美与全球混合→菲律宾主导的亚洲群体。

3.2 群体遗传分析
915个SNP的PCA显示PT群与非PT群明显分离(K=2-4)。寄主间F_st分析显示辣椒种群与其他寄主(除酸浆外)存在中度至高度分化(F_st=0.15-0.35)。AMOVA证实PT群遗传差异主要来自群体间变异(Φ_ST=0.42, p<0.001)。

4 讨论
4.1 隐存种验证
PT群的独立进化地位得到多方证据支持：

• 基因组水平无基因流
• 交配偏好实验显示生殖隔离
• 辣椒次生代谢物对非PT群产卵的强抑制作用

4.2 管理启示
PT群对电离辐射的敏感度差异提示检疫策略需调整。历史上杀虫剂抗性2-3年即可进化，需针对不同遗传群体制定精准IPM方案。

4.3 进化假说
PT群可能源于：
① 近500年内北美的寄主适应性辐射
② 中/南美辣椒原产地的古老分化
中国入侵种群可能源自菲律宾，符合其单系性和亚洲扩散史。

5 结论
本研究通过多组学方法揭示L. trifolii存在寄主专化性隐存种，为入侵生物学和害虫治理提供新见解。后续需扩大地理采样以完善全球扩散路径重建。