基因组重测序揭示了Ericerus pela不同地理种群中蜡分泌基因的遗传差异及启动子变异情况

《BMC Genomics》：Genome resequencing revealed genetic differentiation and promoter variation in wax secretion genes among geographic populations of Ericerus pela

Ericerus pela种群基因组分析揭示其蜡层生产与遗传分化的关联，发现7,012,876个SNP和1,114,988个InDel主要分布在基因间区及内含子区，通过种群进化分析鉴定出三组遗传分化，并发现调控蜡层合成的关键基因及其调控区域变异。

　　

摘要

背景

Ericerus pela 是一种具有重要经济价值的昆虫蜡的来源。尽管它能够适应多种气候，但不同种群之间的生长速度和蜡层厚度仍存在差异。在白色蜡的生产过程中，来自云贵高原的 E. pela 被用作种虫，被运输到产蜡地区（四川和湖南）以促进白色蜡的分泌。

结果

对雄性个体的基因组进行了测序。对主要分布区域及部分扩散区域的样本进行基因组重测序后，发现了 7,012,876 个单核苷酸多态性（SNPs）和 1,114,988 个插入缺失（InDels），这些变异主要分布在基因间区和基因内区。系统发育分析结果显示出三个不同的群体：A 组主要来自传统的昆虫生产区；B 组主要来自产蜡地区及其他扩散区域；C 组为扩散种群。进化分析表明，A 组具有单一的起源，并保持较低的基因多样性与较慢的连锁不平衡（LD）衰减速度；而 B 组具有混合的祖先起源，表现出较高的基因多样性和较快的 LD 衰减速度。结合 ZFst 和 ZHp 的分析，发现假染色体 3、6 和 7 上的某些区域的数值超过了阈值，并鉴定出了幼虫激素酯酶基因和细胞色素 P450 301a1。假染色体 2、3、5 和 6 上的部分区域显示出显著较高的 XP-CLR 值，同时在这些区域中鉴定出了 elovl 和 fas 基因。值得注意的是，三个 far 基因中的某些基因组区域的 Pi 和 Theta 值处于全基因组分布的前 5% 之内。对其启动子区域的分析发现了 24 个 SNP 位点和 7 个插入缺失，其中一些位于 far3 基因开放染色质区域的核心启动子、CCAAT 盒和 TATA 盒中，这些区域恰好是开始分泌蜡的阶段。

结论

在基因间区域观察到了显著的遗传变异。基于种群进化分析，发现 E. pela 的 A 组和 B 组之间存在明显的遗传差异。这为 E. pela 的选择性育种提供了分子基础。