广东省与江苏省松材线虫种群遗传结构差异分析

摘要

【目的】研究广东省和江苏省松材线虫的遗传变异,为我国松材线虫病的疫源追溯研究奠定基础,并为松材线虫病防控工作提供有力支持。【方法】使用Illumina全基因组重测序的方法,对所有松材线虫样本进行测序深度>40×的高通量测序。测序结果经过FastQC质量检测后,利用Cutaadpt软件去除接头序列。利用BWA软件将重测序结果与松材线虫基因组进行比对,使用Samtools和Picard将比对结果进行排序和去冗余,利用Freebayes进行SNP位点挖掘。而后使用VCFtools筛选统计松材线虫SNP位点信息以及突变基因型种类,并用SNPRelate构建所有虫株的系统发育树,最后进行焦磷酸测序验证。【结果】在广东省和江苏省疫木中共分离得到24株松材线虫,两省各12株。在所有松材线虫样本中共发现15100281个SNP位点,其中广东省虫株共发现12990503个SNP位点,江苏省虫株共发现2109778个SNP位点。对所有SNP位点统计分析后发现,广东省虫株的SNP数量和纯合子数量比江苏省虫株多,且差异性显著。此外,广东省大部分虫株出现频率最高的突变基因型为A→G、C→T、G→A、T→C,而所有江苏省虫株与2株广东省虫株GD09和GD12的高频基因型则为A→G、C→G、G→C、T→C。通过聚类分析发现,江苏省虫株和广东省大部分虫株之间遗传分化明显,除GD09和GD12与江苏省虫株聚为一类之外,其他虫株按省份不同分别聚为两类,推测其可能是从江苏有通过人为活动远距离传播至广东省。后续焦磷酸测序试验也验证了测序分析结果的准确性,支持了上述研究结果。【结论】广东省虫株之间存在明显的遗传分化现象,结合我国各地松材线虫病发生时间,推测广东省大部分地区和江苏省的松材线虫具有不同的传播来源,而广东省韶关市和汕头市松材线虫虫株和江苏省虫株具相同的传播来源。