茶科技进展 | 中茶所茶树栽培创新团队研究揭示茶尺蠖两近缘种地理分布特点和种间交配行为机制

以下文章来源于中国茶叶 ,作者王志博

中国茶叶

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近日,中国农业科学院茶叶研究所茶树栽培创新团队研究明确了茶尺蠖两近缘种在我国茶区的地理分布特点,揭示了茶尺蠖两近缘种存在种间交配行为,为茶尺蠖两近缘种的识别与田间精准防控,以及深入开展近缘种间生殖隔离机制提供了理论基础。该研究成果在线发表在《昆虫(Insects)》上。

茶树主要食叶类害虫茶尺蠖Ectropis obliqua和灰茶尺蠖Ectropis grisescens是近年来研究明确的两个近缘种,其形态特征和发生规律十分相似,而且种间可以杂交,但这两近缘种的地理分布和种间交配行为机制尚不清楚。

该研究采用基于线粒体COI基因的DNA条形码技术,鉴定了来自我国11个省19个茶区的近千头茶尺蠖样本,发现茶尺蠖两近缘种地理分布相对独立,灰茶尺蠖分布在我国大多数的茶叶生产区域,小茶尺蠖主要分布江苏、浙江、安徽三省的部分茶叶生产区域,形成一个环带型的混发区。

图1 茶尺蠖两近缘种地理分布

前期的研究显示两种茶尺蠖存在不对称交配的生殖干扰现象,因此,茶尺蠖两近缘种这样的分布特点很可能由于生殖竞争所导致。为进一步了解茶尺蠖两近缘种种间交配的特点,团队开展了遗传杂交试验。试验结果表明,茶尺蠖两近缘种间交配产生的杂交F1代生长发育不正常、不同步,存活率低且无法续代。进一步对发育差异的杂交F1代个体进行了转录组数据分析,结果显示昆虫保幼激素和蜕皮激素合成的相关基因可能介导了发育不同步现象,其作用机制有待进一步的深入研究。

注:A-灰茶尺蠖♀ × 茶尺蠖♂,B-茶尺蠖♀ ×灰茶尺蠖♂,C-灰茶尺蠖♀×灰茶尺蠖♂, D-茶尺蠖♀ ×茶尺蠖♂。

图2 茶尺蠖两近缘种杂交后化蛹时间

图3 转录组分析样品及转录本组装

注:A-幼虫组, B-蛹组。

图4 差异基因GO(Gene Ontology)分析

注:A-幼虫组, B-蛹组。

图5 发育相关的差异基因筛选分析

该研究得到了国家自然科学基金和中国农业科学院科技创新工程等资助。

原文链接:https://www.mdpi.com/2075-4450/10/11/381,点击下方阅读原文查看

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