东非阿拉伯按蚊中基因组连通性与适应性杀虫剂抗性等位基因的传播

root 提交于 周一, 06/01/2026 - 04:47
病媒种群连通性和适应性基因流能够影响杀虫剂抗性的产生与传播,并对杀虫剂喷洒或疟疾防控中蚊帐使用等控制策略具有直接影响。利用全基因组测序,我们首先解析了这一重要但研究不足的疟疾病媒——阿拉伯按蚊(Anopheles arabiensis)——在东非地区的地理种群结构,其中包括地理环境多样的埃塞俄比亚。随后,我们评估了该地区杀虫剂抗性等位基因适应性基因流的证据。 在埃塞俄比亚境内,受山地地形夹峙的中央裂谷种群经历了受限的基因流;然而,其与西南部种群较高的连通性表明,该地区可能是与埃塞俄比亚其他地区进行遗传交换的一个中间节点。来自埃塞俄比亚西部和最北部的阿拉伯按蚊与肯尼亚图尔卡纳(Turkana)类似干旱环境中的种群存在连通性。此外,大尺度分析显示,肯尼亚其余地区的种群与乌干达和坦桑尼亚的种群相互连通,但更精细尺度的分析揭示了沿裂谷两侧更为细微的结构分化,强调了地貌特征在塑造基因流模式中的作用。 对双单倍型聚类的适应性基因流分析表明,尽管我们观察到明显的地理种群结构,诸如Cyp6aa/p和Gste2拷贝数变异(CNV)等抗性等位基因仍已在东非广泛传播。在Gste2位点,来自埃塞俄比亚和肯尼亚的阿拉伯按蚊携带一种新注释的CNV,其跨越染色体位置3R:28,596,832–28,606,222,并与非同义SNP V47L相关联;该变异在肯尼亚中仅以较低频率存在。 总体而言,我们的研究结果表明,阿拉伯按蚊中的抗性等位基因存在跨境传播,凸显了开展跨国协同病媒管理的必要性。尽管高连通性地区可能对基因驱动等遗传控制技术构成挑战,但更为隔离的种群则可能为定向部署提供机会。

疾病媒介种群之间的连通性以及适应性基因流,能够塑造杀虫剂抗性的发展与传播,并对杀虫剂喷洒或疟疾防控中蚊帐使用等控制策略产生直接影响。利用全基因组测序,我们首先解析了这一重要但研究不足的疟疾媒介——阿拉伯按蚊(Anopheles arabiensis)——在东非地区的地理种群结构,其中包括地理环境多样的埃塞俄比亚。随后,我们评估了该地区杀虫剂抗性等位基因发生适应性基因流的证据。在埃塞俄比亚境内,受山地地形夹峙的中部裂谷种群经历了受限的基因流,尽管其与西南部种群较高的连通性表明,该区域可能是与埃塞俄比亚其他地区进行遗传交换的一个中间节点。来自埃塞俄比亚西部和最北部的阿拉伯按蚊与肯尼亚图尔卡纳(Turkana)地区、处于相似干旱环境中的种群存在连通性。此外,大尺度分析显示,肯尼亚其余地区的种群与乌干达和坦桑尼亚的种群彼此连通;但更精细尺度的分析揭示了沿裂谷两侧更为微妙的结构分化,强调了景观特征在塑造基因流模式中的作用。

对二倍型聚类的适应性基因流分析表明,尽管我们观察到了明显的地理种群结构,诸如Cyp6aa/p和Gste2拷贝数变异(CNV)等抗性等位基因仍已在东非广泛传播。在Gste2位点,来自埃塞俄比亚和肯尼亚的阿拉伯按蚊携带一种新注释的CNV,其跨度覆盖染色体位置3R:28,596,832–28,606,222,并与非同义单核苷酸多态性(SNP)V47L相关联,而该变异在肯尼亚中仅以较低频率存在。总体而言,我们的研究结果表明,阿拉伯按蚊中的抗性等位基因存在跨境传播现象,凸显了开展跨国协同媒介管理的必要性。尽管高连通性地区可能对基因驱动等遗传控制技术构成挑战,但连通性较低、相对隔离的种群则可能为有针对性的部署提供机会。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.28.728377v1?rss=1

🏷️ 阿拉伯按蚊 种群基因组学 基因流 杀虫剂抗性 拷贝数变异 病媒控制