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【前沿】洪晓月教授团队揭示昆虫线粒体DNA适应性演化机制

发布时间:2019-06-13    点击量:

6月11日,分子生态学领域的国际著名学术刊物《Molecular Ecology》(5年影响因子6.885)在线发表了新普京澳门娱乐场网站|首頁|欢迎您昆虫分子生态与进化实验室的最新研究成果《Mitochondrial variation in small brown planthoppers linked to multiple traits and likely reflecting a complex evolutionary trajectory》(https://doi.org/10.1111/mec.15148)。

线粒体(mitochondrion)是一种普遍存在于真核生物中的细胞器,95%细胞活动所需的能量ATP都由线粒体提供,因此被称为“细胞的动力工厂”。因为线粒体功能的重要性,线粒体DNA的变异被普遍认为受到强烈的负选择作用。然而,近年来的研究推测,线粒体DNA可能存在适应性演化,但目前尚缺少该方面的证据,对其适应性演化的机制也不清楚。

该项研究发现,灰飞虱自然种群中存在两类线粒体DNA(HGI,HGII),且HGII由HGI演化而来,在演化过程中ND2、ND5、CYTB基因的变异受到了低温环境的选择。具有HGII型线粒体的灰飞虱较具有HGI型的灰飞虱在线粒体DNA拷贝数、耐寒能力和产卵量上具有显著的优势,可能是其演化的动力。研究提出灰飞虱线粒体的DNA的适应性演化模型:灰飞虱线粒体DNA的变异导致了其DNA复制能力的提高,使其能够抵御遗传漂变作用而被保留下来;同时这些变异带来了生殖和耐寒力方面的优势,使其能够在种群中得到扩散。种群遗传分析还推测灰飞虱线粒体DNA由HGI型向HGII的演化可能导致了灰飞虱迁飞能力的降低,由迁飞型逐渐转变为居留型。

该项工作揭示了一种新的昆虫线粒体演化模式,为研究线粒体的演化机制提供了新途径,对研究物种表型变异有重要参考价值。该论文以南京农业大学为第一完成单位,第一作者为我校新普京澳门娱乐场网站|首頁|欢迎您孙荆涛副教授和博士生段星至,通讯作者为洪晓月教授。澳大利亚墨尔本大学Ary Hoffmann教授、美国华盛顿州立大学Michael Garvin博士、南京农业大学昆虫学系胡高、黄海剑、薛晓峰和沈阳农业大学植保学院周金城等老师参与论文部分工作。项目得到国家自然科学基金、中央高校基本业务费等资助。

 

 论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/mec.15148

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