DNA条形码技术助力巴基斯坦昆虫研究——Dawn
在巴基斯坦,研究人员正使用DNA条形码、基因组数据库和生物信息学来鉴定仅凭外部特征难以准确确定的昆虫。Dawn报道称,这种方法能够发现外观相似物种之间的遗传差异,其中包括农业害虫。
在一项全国昆虫生物多样性研究中,研究人员于2010年至2019年间在1858个地点收集材料,获得了50,592条DNA条形码记录。其中,49,363条记录被归入6590个条形码索引编号(BIN);Barcode of Life Data System系统使用这些代码将遗传上相似的样本归类。
只有21%的BIN能够与全球数据库中已有名称的物种匹配。在分析时,59%的BIN仅根据来自巴基斯坦的样本登记在BOLD中。这并不意味着相关昆虫不出现在其他国家,因为对巴基斯坦和邻国的研究并不均衡。
害虫的遗传差异
DNA分析对研究农业害虫尤为重要。烟粉虱Bemisia tabaci从外观上看可能像一个物种,但科学家已知其存在由近缘且视觉上相似的类群构成的复合群。它们在传播植物病毒的能力以及对杀虫剂的反应方面存在差异。
在一项于旁遮普省和信德省开展的研究中,研究人员在255个地点收集了粉虱样本。对173条记录的分析将这些材料归入15个BIN,能够确定数个可能的物种,并发现了一个此前未知、标注为Pakistan的遗传类群。
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另一项研究将Asia II 1粉虱的完整基因组与MEAM1的参考基因组进行了比较。MEAM1是Bemisia tabaci的一种入侵性生物型,能够传播作物病毒,并迅速对化学药剂产生抗性。研究人员记录了DNA中约233万个单核苷酸差异以及202,479个插入和缺失。他们还发现了14个基因中的变异,这些基因此前与潜在的杀虫剂抗性相关。
结果在田间得到验证
生物信息学有助于缩小需要进一步研究的遗传变异范围,但其本身并不能证明某种昆虫对特定杀虫剂具有抗性。2017年至2019年间对来自旁遮普省五个县的粉虱开展的一项独立研究显示,其反应取决于采集地点和所测试的杀虫剂。
遗传方法也被用于研究粉红棉铃虫Pectinophora gossypiella,这是另一种危险的棉花害虫。研究人员利用数千个遗传标记比较种群,其中包括来自旁遮普省和信德省的样本。另一项基于旁遮普省17个县的数据、实验室观察和温度模型的研究,评估了未来害虫危害可能如何变化。天气、作物品种、播种时间和植物保护都可能影响此类评估。
为推动巴基斯坦的研究,建议将遗传数据与经过仔细鉴定和整理的样本、采集地点和时间的信息,以及寄主植物或动物的信息相结合。田间工作、分类学和实验室实验仍是验证DNA分析结果所必需的。