基于基因组学的方法，利用SpongySeq（一种扩增子测序试剂盒）对在船舶检查过程中截获的毛虫（Lymantria dispar）的地理来源进行评估

《BMC Genomics》：Genomics-based assessment of the geographic origin of spongy moths (Lymantria dispar) intercepted during vessel inspections, using SpongySeq, an amplicon sequencing panel

　　

摘要

背景

入侵性外来物种（IAS）对本地生物多样性、生态系统服务、经济稳定性和人类福祉构成了重大威胁。两种来自亚洲的毛虫——Lymantria dispar asiatica 和 L. dispar japonica，是多种硬木和针叶树的重要食叶害虫。植物保护监管机构认为这些毛虫通过海上运输引入北美的风险很高。为防止此类入侵，一种具有成本效益的方法是降低IAS进入入侵途径的可能性。这包括识别在北美港口通过船只检查截获的毛虫的地理来源，并在确定为毛虫来源的外国港口采取预防措施。在本研究中，我们设计了一种基于基因组的方法，用于准确识别被截获的毛虫的地理来源。为此，我们开发了一个名为SpongySeq的AmpliSeq试剂盒，该试剂盒使用了从25个国家61个地点收集的1156只毛虫中获得的通过测序技术得到的SNP（单核苷酸多态性）。

结果

组成该试剂盒的283个SNP是根据它们通过三种不同模型（即多变量方法、主成分判别分析（DAPC）以及两种监督学习方法——支持向量机和支持向量朴素贝叶斯）准确将毛虫分配到19个地理组中的表现来选择的。使用性能最佳的模型（DAPC），我们的SpongySeq试剂盒显示出较高的分配准确性，准确率在82%到97%之间，具体取决于所使用的分配阈值。利用这种分配方法，对2019年至2020年间在美国不同港口截获的28个亚洲毛虫卵块的来源进行了评估，结果显示其中大部分来自日本（18个）。

结论

这项研究表明，使用一组中等数量的选定遗传标记可以预测入侵物种的来源并减轻其入侵影响。