大豆豆荚螟全基因组重测序揭示纬度与海拔环境梯度上的适应性分子分化机制

《BMC Genomics》：Deciphering genome-wide population differentiation of the soybean pod borer (Leguminivora glycinivorella) using whole-genome re-sequencing data

　　

摘要

大豆豆荚螟Leguminivora glycinivorella（Matsumura）广泛分布于中国大部分地区及其邻近区域，常导致大豆产量和质量严重损失。迄今为止，该害虫耐受异质性不良生境的分子适应机制仍知之甚少。为解决这一问题，本研究对中国四个代表性区域——西北、北方、南方和中部——采集的35个L. glycinivorella样本进行了全基因组重测序。群体遗传学分析，包括系统发育分析、主成分分析（PCA）和ADMIXTURE，揭示了与采样区域相对应的四个遗传簇群：西北（GSLZ）、南方（GXDA）、北方（HLJH）和中部（HNXX）。在这些簇群中，HLJH与HNXX表现出较近的遗传混合，而GXDA与其他群体存在显著遗传分化。基于F_ST-π比值和ROD统计量对GXDA与HLJH群体的选择性清除分析，鉴定出22个与纬度群体基因组分化相关的重叠候选基因。这些基因（如Idh、Torsin）参与个体发育、能量代谢和应激反应等关键生物学过程。此外，GSLZ与HNXX群体之间的选择性信号分析（F_ST-π比值、ROD）鉴定出43个与海拔梯度上群体分化相关的重叠候选基因，如RagA-B和Mmp1，它们与缺氧反应和紫外线抗性有关。本研究结果系统地解析了L. glycinivorella的全基因组群体遗传结构，并揭示了驱动纬度和海拔环境梯度上基因组分化的候选分子位点。本工作为害虫风险评估和可持续大豆保护策略的开发奠定了基础。