中华按蚊线粒体基因组进化及抗药性相关基因多态性研究

摘要

中华按蚊Anopheles sinensis Wiedemann，1828隶属按蚊属（Genus Anopheles）、按蚊亚属（Subgenus Anopheles）的赫坎按蚊种团(An.hyrcanus group)，在我国分布广泛，是疟疾和丝虫病的重要传播媒介。本研究对中华按蚊宏基因组进行测序和初步的生物信息学分析，拼接注释中华按蚊的完整线粒体基因组，构建了系统发育关系;并在基因组水平统计分析了与抗性相关的代谢解毒酶基因多态性，检测我国现场中华按蚊群体击倒抗性基因(knockdown resistance gene，kdr)突变型，分析击倒抗性的产生和发展的时空变化。取得如下结果:
　　1.采自山东北湖与曹县2个现场中华按蚊样本的宏基因组测序数据，经组装和初步注释后，预测基因组大小分别为243Mb/276Mb，蛋白编码基因数为22164个/19587个。
　　2.中华按蚊线粒体基因组全长为15076 bp，包含37个编码基因（13个蛋白编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因）和控制区。基于全部蛋白编码基因，构建的18蚊种系统发育树，分支合理、稳定，且置信值高;而单个编码基因的信息量不足。进化分析结果显示所有按蚊最近的共同祖先出现于约9861万年前，Nyssorhynchus亚属的分化时间为约5114万年前，塞蚊亚属的分化时间为约7419万年前，按蚊亚属的2种分化时间为约5998万年前。
　　3.细胞色素P450、谷胱甘肽转移酶和非特异性酯酶等8个与代谢抗性相关的代谢解毒酶基因编码区，在中华按蚊的基因组水平均存在一定程度的多态性，每1000 bp的SNP位点数从8.73到29.94，其中21.2％的SNP为非同义替换。
　　4.对1996至2014年采集自我国17个省31个地点的773个中华按蚊样本的进行kdr基因型检测，结果显示L1014位点存在点突变，共检测到4种等位基因，编码亮氨酸(L)的野生型TTG(62.01％)，以及3种kdr突变等位基因:编码苯丙氨酸(F)的TTT(27.15％)和TTC(1.30％)、编码半胱氨酸(C)的TGT(9.55％)。存在10种基因型，包括野生型纯合子TTG/TTG(55.25％)，突变型纯合子TTT/TTT(17.60％)、TTC/TTC(0.27％)、TGT/TGT(1.91％)，突变型杂合子TTT/TTC(0.68％)、TTT/TGT(10.23％)、TTC/TGT(0.55％)，以及野生/突变型杂合子TTG/TTT(8.19％)、TTG/TTC(0.82％)和TTG/TGT(4.50％)。依地理分布分析，发现在我国中部地区，kdr突变型在中华按蚊群体中频率较高，且随时间不断增加;而在其他地区，kdr突变频率较低，部分地区并未检测到kdr等位基因，提示不同群体对菊酯抗性介导的机制可能不同。

目录

声明

摘要

缩略词表

前言

一、中华按蚊的基本生物学

二、按蚊基因组相关研究

三、按蚊线粒体基因组相关研究

四、中华按蚊对杀虫剂的抗性研究

五、本课题的研究内容和意义

第一部分：中华按蚊基因组的生物信息学分析

一、材料

二、方法

三、结果和分析

四、讨论

第二部分：中华按蚊线粒体基因组与进化分析

一、材料和方法

二、结果与分析

三、讨论与结论

第三部分：中华按蚊代谢抗性相关基因多态性分析

一、材料与方法

二、结果与分析

三、讨论

第四部分：中华按蚊群体kdr突变型的检测及其时空动态研究

一、材料

二、方法

三、结果与讨论

四、讨论

小结

参考文献

文献综述 中华按蚊击倒抗性研究进展

攻读学位期间发表论文和参加科研工作情况说明

致谢