榕树-传粉榕小蜂-非传粉榕小蜂的协同系统发育研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31800313
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0309.环境与生物演化
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Coevolution was considered to be a combination of two processes, coadaptation and cospeciation, thereby encompassing both microevolutionary and macroevolutionary processes. Coadaptation is a complex process and it can be difficult to test. However, cospeciation can be identified relatively easy by comparing the phylogenies of hosts and their parasites. Cophylogeny is the reconstruction of ancient relationships among ecologically linked groups of organisms based on their phylogenetic information, and can provide insight into the evolutionary history of intimate biological associations. Plant-insect coevolution has been widely investigated across a range of ecological conditions including herbivory, mutualism and parasitism which involve two trophic levels only. Few examples of cophylogeny are known across three trophic levels, including plants, herbivores, and their parasitoids..Fig-fig wasp symbiosis is composed by fig trees (Moraceae: Ficus), pollinators (Chalcidoidea: Agaonidae) and non-pollinationg fig wasps (Chalcidoidea: Eulophidae, Eurytomidae, Ormyridae, Pteromalidae, Torymidae), and provides a desired model to investigate the plant-insect coevolution across three trophic levels. The fig trees, in addition to being a keystone plant resource in many tropical ecosystems, are well-known for the extremely obligate mutualistic interactions with their host-specific pollinating wasps. However, in addition to pollinating wasps, figs also host various non-pollinating fig wasps (NPFWs) which are exclusively dependent on the fig-pollinating fig wasp mutualism to nourish themselves. According to the different ecological strategies, the NPFWs were divided into three functional groups, galler wasps, competitor wasps and parasitoid wasps, which hold two tropical levels in fig-fig wasp symbiosis. Considering the long symbiotic history with fig-pollinating fig wasp mutualism, the NPFWs of different functional groups should be included in the coevolution research of fig-fig wasp symbiosis. .To reveal the coevolutionary history of fig-fig wasp symbiosis, 34 fig species and the associated pollinating and non-pollinating fig wasps will be collected in present project. Chloroplast genome of the selected 34 Ficus species will be sequenced using a high throughput sequencing approach and three molecular markers (18S, 28S, COI) of fig wasps were sequenced by standard sanger method to conduct phylogenetic analyses. Then cophylogenetic analysis among fig trees, pollinating and non-pollinating fig wasps were carried out based on their phylogenetic information. The knowledge derived from this project will help us to understand better about the coevolutionary process of fig-fig wasp symbiosis.
协同系统发育通过对密切相关类群间系统发育关系的对比分析,进行宏进化层面的协同进化研究。植物-昆虫共生体系是协同系统发育研究的理想对象,但目前的研究集中在植物和植食昆虫两者间。榕树-传粉榕小蜂-非传粉榕小蜂共生体系包含了植物、传粉者/植食昆虫和寄生者三个营养级,为从宏进化角度研究多营养级植物-昆虫共生体系的协同进化提供了理想模型。本项目选择西双版纳34种榕树,及与其共生的36种传粉榕小蜂和约160种非传粉榕小蜂为研究对象。通过高通量测序获得榕树叶绿体基因组数据,和常规测序获得榕小蜂三基因序列(18S、28S、COI)数据,分别构建榕树、传粉和非传粉榕小蜂的系统发育树。而后借助协同系统发育分析,探究榕树、传粉榕小蜂、非传粉榕小蜂之间的协同进化关系。在此基础上,揭示非传粉榕小蜂不同功能群的宿主专一性是否一致,及不同性系统榕树的协同进化模式是否相同,完善对多营养级植物-昆虫共生体系协同进化的认识。

结项摘要

不同的种间相互关系会导致双方不对等的收益与代价,使得相对应的物种枝系形成不同的协同多样化模式。榕树-榕小蜂体系包括了榕树与传粉榕小蜂的互利关系,榕树与造瘿榕小蜂的敌对植食关系,造瘿和传粉榕小蜂的竞争关系,及拟寄生榕小蜂与传粉和造瘿榕小蜂的敌对寄生关系,为研究跨营养级的不同类型种间关系的协同多样化格局提供了理想模型。.本项目在西双版纳地区采集了26种榕树,及与其共生的26种传粉榕小蜂,2种欺骗性榕小蜂,33种造瘿榕小蜂和81种拟寄生榕小蜂样本,利用榕树的ITS、ETS、G3pdh和trnL-F,及榕小蜂的18S、28S和COI分子标记,重建各类群的系统发育树,利用基于距离矩阵的PACo方法和基于拓扑结构的Jane软件对不同类群间进行协同谱系分析,并比较了不同性系统榕树上榕小蜂种类及谱系关系的差异。结果显示,互利的榕树与传粉榕小蜂之间谱系关系显著一致,具有更多的协同成种事件;敌对植食关系的榕树与造瘿榕小蜂之间谱系关系不一致,具有更多的宿主转移事件;竞争关系的传粉与造瘿榕小蜂之间谱系关系显著一致,具有较多的协同成种和丢失事件;拟寄生榕小蜂与宿主榕小蜂间的敌对寄生关系及与榕树间接的敌对寄生关系间均有显著一致的谱系关系,其具有较多的协同成种和宿主转移事件。表明互利促进双方结合,互害促进双方分离,竞争高度一致的资源促进双方协同成种;一对多的敌对关系推动敌对者的宿主转移,发生宿主转移的强弱由敌对者间竞争的强弱决定,但当敌对者高度依赖对方时,会促进协同成种。雌雄同株榕树上的非传粉榕小蜂物种多样性更高,造瘿和拟寄生榕小蜂种类均较多;同时,共生于雌雄同株榕树上的传粉榕小蜂具有更少的协同成种和更多的宿主转移事件,支持雌雄同株榕树传粉榕小蜂的宿主专一性更高。欺骗性榕小蜂与共生同一宿主的传粉榕小蜂物种形成姐妹种关系。.发表标注本项目资助的文章5篇(Q1两篇,Q2一篇,Q4一篇,CSCD一篇),培养研究生两名。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Homogenized Phylogeographic Structure across the Indo-Burma Ranges of a Large Monoecious Fig, Ficus altissima Blume
大型雌雄同株无花果(Ficus altissima Blume)印缅范围内的均一系统发育地理结构
  • DOI:
    10.3390/d13120654
  • 发表时间:
    2021-12-01
  • 期刊:
    DIVERSITY-BASEL
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Huang, Jian-Feng;Darwell, Clive T.;Peng, Yan-Qiong
  • 通讯作者:
    Peng, Yan-Qiong
The nature of interspecific interactions and co-diversification patterns, as illustrated by the fig microcosm
种间相互作用和共同多样化模式的本质,如图微观世界所示
  • DOI:
    10.1111/nph.16176
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    New Phytologist
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Wang Ai-Ying;Peng Yan-Qiong;Harder Lawrence D.;Huang Jian-Feng;Yang Da-Rong;Zhang Da-Yong;Liao Wan-Jin
  • 通讯作者:
    Liao Wan-Jin
The evolution of parasitism from mutualism in wasps pollinating the fig, Ficus microcarpa, in Yunnan Province, China
中国云南省小果榕授粉黄蜂从互利共生中寄生的演化
  • DOI:
    10.1073/pnas.2021148118
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Zhang Ting;K. Charlotte J;ér;Huang Jianfeng;Wang Bo;Zhao Jiangbo;Miao Baige;Peng Yanqiong;Edward Allen Herre
  • 通讯作者:
    Edward Allen Herre
Development of 19 universal microsatellite loci for three closely related Ficus species (Moraceae) by high-throughput sequencing
通过高通量测序为三种密切相关的榕属植物(桑科)开发 19 个通用微卫星位点
  • DOI:
    10.1266/ggs.19-00044
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    GENES & GENETIC SYSTEMS
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    Li, Shuqiong;Huang, Jianfeng;Peng, Yanqiong
  • 通讯作者:
    Peng, Yanqiong
榕树种间杂交研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    生物多样性
  • 影响因子:
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  • 作者:
    黄建峰;徐睿;彭艳琼
  • 通讯作者:
    彭艳琼

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其他文献

(f,g)-反演的数学归纳法证明
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  • 作者:
    马欣荣;黄建峰
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    黄建峰
7-芳亚甲基异长叶烷酮类化合物的合成及其紫外吸收特征
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  • 通讯作者:
    王石发
芒果ANS基因的克隆及其序列分析
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    --
  • 发表时间:
    2014
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  • 影响因子:
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    赵志常;陈业渊;高爱平;黄建峰;党志国;罗睿雄;张波
  • 通讯作者:
    张波
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  • DOI:
    10.11983/cbb15141
  • 发表时间:
    2015
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    黄建峰;李朗;李捷
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芒果多胺氧化酶2 (MiPAO2)基因克隆表达分析与沉默和过量表达载体的构建
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    分子植物育种
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    --
  • 作者:
    刘宽亮;赵志常;高爱平;黄建峰;党志国;罗睿雄;陈业渊
  • 通讯作者:
    陈业渊

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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