在同种榕果内生活着既有远缘也有近缘的几种至几十种榕小蜂,其生活史在榕果内完成。榕果封闭的有限空间为它们提供了同质生活环境和密切的生态联系,极度增加了它们的个体接触频率和接触强度。榕小蜂多样的生活习性(植食性、寄生性和寄居性)使不同物种榕小蜂之间有复杂的相互作用方式。绝大多数榕小蜂物种具有自然界中非常稀少的极端雌雄异形和极端雄性多型现象,阻碍了榕小蜂的分类鉴定,影响了有关榕小蜂的进化研究。DNA条形码为解决这些问题提供了有效和便捷途径。同时,大量标准DNA条形码基因序列的获得,为研究榕小蜂的起源、寄主专一性、同域物种形成、基因渗透、和基因进化提供了丰富素材。大量榕小蜂感染α-变形菌Wolbachia,后者对寄主线粒体多态性有重要影响。研究Wolbachia对mtDNA COI多态性的影响,对标准DNA条形码应用于Wolbachia易感类群具有非常重要的意义。
本课题共获取榕小蜂DNA条码标准基因(线粒体co1基因,核基因ITS2)2238条。此外获得Wolbachia相关基因序列788条。超额完成了项目任务书规定的序列指标。共发表标注基金资助的SCI论文25篇。通过比较分析对叶榕上共生的Philotrypesis pilosa和P. sp线粒体基因组,发现榕小蜂线粒体基因组发生了大片段的倒置(包括多个蛋白编码基因)和位移;蛋白编码基因中COI基因进化速率最慢,适合作为DNA条码分子标记。通过对具有极端雌雄异形和雄性多型现象的Philotrypesis属的DNA条形码研究,发现COI和ITS2的结合可以很好地鉴定Philotrypesis属的物种身份。COI和ITS2两个分子标记帮助我们发现了Ficus vasculosa 上Philotrypesis quadrisetosa 的隐存种(非传粉榕小蜂隐存种首次发现)。联合COI和ITS2基因序列结果,我们发现小叶榕上有三种传粉榕小蜂。我们还对这三种隐存物种进行了内共生菌Wolbachia感染格局的检测,发现有两种感染Wolbachia一种不感染,而且Wolbachia降低了榕小蜂线粒体基因的多态性和单倍型数量。DNA条码手段研究了大果榕Ficus auriculata上的Apocryptophagus,成功区分两种很相似却不是姐妹种的榕小蜂物种,发现该属小蜂为了适应榕树的功能性雌雄分化而发生寄主迁移的历史轨迹。调查了对叶榕传粉榕小蜂Ceratosolen solmsi 的187个个体,发现Wolbachia感染率为89.3%。随机挑取感染或不感染Wolbachia的各自20个个体,两群的线粒体DNA 序列表现出极大的分化(co1 最大为9.2% cob为 15.3%)。而两群在核基因如ITS2和opsin基因等区域不存在分化,证明它们属于同一物种。mtDNA多样性在Wolbachia感染的种群中显著降低。通过比较感染或不感染Wolbachia个体的线粒体基因组,发现在线粒体全基因组水平上的高度分化。垂叶榕榕小蜂Wolbachia感染率为84%(14/17),目前报道最高;密闭的隐头花序中感染榕小蜂的Wolbachia序列的快速进化表现在Wolbachia株系频繁的重组和大量的水平传播。我们发现榕小蜂类群细菌组成极为丰富,这与之前的推测相反。但对可遗传的内共生菌来说,榕