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研究和创新

在野外和实验室中,雌性蚊子会迅速挑剔以抵消入侵

研究人员在实验室的照片。
玛莎·伯福德·雷斯金德和同事发现,面对近亲蚊子的入侵,埃及伊蚊的基因发生了快速变化。照片由Martha Burford Reiskind提供。

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玛莎Burford Reiskind 919.515.3495

北卡罗莱纳州立大学的一项新研究表明,当面临来自其他入侵蚊子物种的生存威胁时,某些雌性蚊子迅速进化出更具选择性的交配行为,同时某些基因区域也发生了变化。这一发现揭示了昆虫交配行为背后的基因,并可能对控制折磨人类的蚊子有意义。

争论的焦点是置换埃及伊蚊(黄热病)蚊子的近亲,白纹伊蚊亚洲虎,20世纪80年代出现在美国东南部。在这场“战争伊蚊”入侵答:蚊摧毁埃及伊蚊整个东南地区的人口,只剩下较小的人口埃及伊蚊基韦斯特、佛罗里达、亚利桑那和其他一些南部地区的人口。埃及伊蚊蚊子携带并传播许多危害人类的疾病,包括寨卡病毒、登革热和基孔肯雅热。

这种接管部分归因于每个物种的幼虫的生长方式;答:蚊蚊子似乎能胜过本地的蚊子。但另一个因素也在这场战斗中发挥了重要作用:时间埃及伊蚊在一起的雌性燕子答:蚊雄性——基因上的禁忌——这些雌性终生不育,这个过程被称为“讽刺化”。答:蚊女性不会面临同样的命运;当它们交配时没有产生后代埃及伊蚊虽然是雄性,但后来当它们与自己物种的雄性交配时就能生育。

玛莎·伯福德·雷斯金德(Martha Burford Reiskind)是北卡罗来纳州应用生态系的研究助理教授,也是一篇描述该研究的论文的通讯作者,她和同事们想要了解更多有关如何做到这一点的信息埃及伊蚊雌性会对这种威胁做出反应,当它们的反应发生变化时,它们的基因蓝图会发生什么变化。

研究人员发现埃及伊蚊在仅仅六代之后,雌性在选择配偶时变得更加挑剔,逃避答:蚊雄性对同类的雄性。此响应发生在以下情况埃及伊蚊在实验室和野外,雌性与雄性表妹接触。地理位置似乎没有影响:佛罗里达和亚利桑那的雌性蚊子都表现出了类似的基因变化。

“我们想知道是什么基因参与了雌性的这种选择性的进化埃及伊蚊Burford Reiskind说。“我们现在可以研究某些基因区域,并确信它们参与了交配行为。”

不过,挑剔也有代价。Burford Reiskind说的是挑剔的女性埃及伊蚊蚊子在它们短暂的寿命中交配的时间较晚——大多数只活两到三周——而且一般都比较小。

“入侵物种通常被视为稀缺资源的更好竞争者,但对这些蚊子来说似乎并非如此,”Burford Reiskind说。“这项研究表明,还有其他机制在起作用。”

Burford Reiskind希望通过一项更大规模的研究来继续了解更多与交配行为有关的基因,这项研究可能在一些地方进行埃及伊蚊答:蚊蚊子的密度相对相等。

这项研究发表在分子生态学.北卡罗来纳州立大学昆虫学副教授Michael Reiskind和北卡罗来纳州立大学农业研究技术员Paul Labadie共同撰写了这篇论文,还有佛罗里达大学的Irka Bargielowski和Phil Lounibos。

该研究得到了美国国立卫生研究院R21 AI095780基金和北卡罗来纳州农业和生命科学学院院长富集基金的支持。

- kulikowski

编辑报告:论文摘要如下。

快速进化和基因选择对种间交配的影响
作者: Martha Burford Reiskind, Paul Labadie和Michael Reiskind,北卡罗莱纳州立大学;Irka Bargielowski和Phil Lounibos,来自佛罗里达大学
发表《分子生态学》2018年8月1日
DOI: 10.1111 / mec.14821
摘要当前位置虽然很少有物种被引入到一个新的环境中会成为入侵物种,但那些确实提供了决定入侵成功和入侵后进化反应的生态机制的关键信息。白纹伊蚊(亚洲虎蚊)被引入归化范围埃及伊蚊(黄热病蚊子)于1980年代中期在美国传播,导致埃及伊蚊在美国东南部的大部分地区这种快速的更替可能是由于优越的竞争能力答:蚊如幼虫与不对称交配干扰竞争,其中雄性答:蚊交配和消毒埃及伊蚊女性,这个过程叫做“讽刺化”。本研究的目的是研究入侵物种对迁居物种的基因组反应,并了解性状转移的机制。我们使用双消化限制性内切酶DNA测序(ddRADseq)分析实验室饲养的选育品系和对照品系之间的离群位点埃及伊蚊来自两个种群(亚利桑那州图森市和佛罗里达州基韦斯特市)的雌性,以及被分类为“抵抗”或“交配”的雌性个体。答:蚊通过对来自佛罗里达州四个种群的野生雌性进行交配试验,得出了雄性的结论。在选择系与对照系、有配偶系与无配偶系之间的比较中发现了显著的离群位点埃及伊蚊分别是实验室和野生种群中的雌性。我们发现在不同来源群体之间的特定离群位点存在重叠,支持内部选择的一致基因组签名埃及伊蚊.我们的结果指向了埃及伊蚊可能参与交配行为,特别是避免种间交配选择的基因组和潜在候选基因。

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