朱砂叶螨与二斑叶螨表观分化的分子机理研究

朱砂叶螨和二斑叶螨在欧美被认为是同一种螨类，因为形态学和线粒体DNA水平上难以找出差别；而在中国等亚洲国家被认为是两种不同的螨类，理由是成螨体色差异较大，遗传杂交实验常得到不亲和的结果。二者的分类地位一直存在较大争论。本项目拟通过微卫星分子标记研究朱砂叶螨与二斑叶螨在基因组水平上的变异，揭示朱砂叶螨与二斑叶螨的种群遗传结构，探讨朱砂叶螨与二斑叶螨的分类进化地位；并且在转录组水平上研究朱砂叶螨与二斑叶螨基因表达差异情况，并以DNA甲基化研究为切入点，通过检测朱砂叶螨和二斑叶螨的基因组DNA甲基化水平差异、甲基化转移酶的种类及功能、差异表达基因的与DNA甲基化的水平相关性，来探讨朱砂叶螨与二斑叶螨表观差异的分子机理，从而解决长期以来两者分类地位的争议难题。

本研究首次从表观遗传修饰的角度去探索二斑叶螨(TuG)与朱砂叶螨(TuR)体色差异的分子机制，并采用多方面的研究技术对该机制进行剖析。从DNA的层面上，采用MSAP技术(methylation-sensitive amplification polymorphism)分析了二斑叶螨与朱砂叶螨的全基因组甲基化水平与模式。AMOVA结果显示在二斑叶螨与朱砂叶螨的雌成螨阶段存在显著性表观遗传分化（ØST=0.50, P=0.03），并且朱砂叶螨的雌成螨发育阶段分化程度高于其他发育阶段，且差异水平显著 （ØST=0.06, P=0.04）。PCoA结果同样也得到两种色型的卵和雌成螨之间分别存在表观遗传差异。. 从RNA的层面上，采用RACE技术对二斑叶螨中甲基化转移酶3基因 (Tudnmt3)进行克隆，后续对其功能方面进行初步的探究。结果显示Tudnmt3在二斑叶螨的整个生活史中具普遍表达。但是，在雌雄不同性别的发育历期中表达模式并不相同。整体原位杂交的实验结果为Tudnmt3可能与雌雄成螨的性腺发育分化有关提供了有利的证据。紧接着，我们分析了二斑叶螨与朱砂叶螨不同发育时期中Tudnmt3基因的表达水平。结果显示，Tudnmt3基因在中国二斑叶螨两种色型的各个发育时期均具普遍表达，并且在发育过程中具有相似的表达趋势，随着龄期的增长，表达量逐渐下降。从不同表型对应的相同阶段的分析，发现Tudnmt3基因的表达量是存在差异但只有在成螨阶段中的表达量达到统计意义，暗示了Tudnmt3基因所介导的从头甲基化作用在二斑叶螨两种色型的发育形成中可能发挥着一些作用。. 最后，我们利用转录组测序技术寻找两种表型之间与色素合成相关的差异表达基因。结果发现两种色型共有的与色素合成相关的基因有83个，其中11个是具有显著性差异表达的 (FDR < 0.05)。其次，利用定量PCR技术检测10个基因在两种色型的体色的不同阶段的表达量，结果发现大多数基因在红色型中维持着高的表达量。但是，对红色型的成螨进行去甲基化抑制处理并未对红色型的体色以及其他生理指标产生影响。