昆虫 COI 条形码数据：调查沃尔巴克氏体共生关系的尚未开发资源

1. 线粒体细胞色素 c 氧化酶 I（COI）基因的 DNA 条形码技术被广泛用于表征昆虫多样性及其分布；然而，其揭示物种互作信息（包括宿主-共生体关联）的潜力仍在很大程度上未被探索。本文评估 COI 扩增子数据是否可用于识别 Wolbachia——已知分布最广、且能深刻影响宿主生物学的细菌共生体之一。 2. 我们证明，多种常用无脊椎动物 COI 引物组与许多参考 Wolbachia 基因组完全匹配，从而导致频繁的共扩增。 3. 通过对使用广泛的 BF3-BR2 引物组获得的 7,901 个单个昆虫 COI 扩增子文库进行筛查，我们在超过 35% 的样本中检测到 Wolbachia 序列，表明共扩增确实普遍存在。在去除低丰度 reads 后，基于 COI 扩增子对 Wolbachia 的检测与同一样本同时生成的 16S-V4 rRNA 扩增子数据具有超过 90% 的一致性。然而，这种一致性程度会因所用阈值、不同数据集以及昆虫谱系而异。 4. 此外，我们发现，从 COI 扩增子推断的 Wolbachia 丰度与 152 个样本的宏基因组数据中其丰度相关，支持该信号具有定量意义。 5. 最后，我们发现 Wolbachia 的 COI 序列较 16S-V4 rRNA 数据具有更高的系统发育分辨率（COI 序列平均两两遗传距离为 9.6%，16S-V4 rRNA 为 2.8%），且重建的基于 COI 的 Wolbachia 基因型网络与基于基因组的系统发育关系总体一致。总体而言，我们的结果表明，从标准昆虫 COI 条形码数据中获得的非靶向 Wolbachia 序列，可可靠地检测共生体存在、提供系统发育信息，并指导宏基因组学样本筛选。鉴于全球昆虫条形码计划的迅速扩展，这些发现凸显了对其最普遍细菌共生体进行低成本监测的机会，为理解宿主-微生物相互作用如何塑造昆虫群落提供了新视角。

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