共生菌Wolbachia對(duì)褐飛虱生殖和適合度的影響及在其體內(nèi)感染密度的動(dòng)態(tài)研究.pdf

1、Wolbachia是廣泛存在于節(jié)肢動(dòng)物體內(nèi)的共生細(xì)菌，可通過(guò)宿主卵的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行母系遺傳給后代，并且能夠通過(guò)不同的方法調(diào)控寄主的生殖以實(shí)現(xiàn)在宿主種群中的穩(wěn)定存在和擴(kuò)散。褐飛虱Nilaparvata lugens(St(?)l)是危害我國(guó)和亞洲一些國(guó)家及地區(qū)水稻的重要害蟲，其周期性的北遷南返與降落危害給水稻生產(chǎn)造成了重大的損失。本實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)我國(guó)的一些不同地理種群褐飛虱的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，Wolbachia在褐飛虱的種群中廣泛存在。本文以不同蟲源地

2、的三個(gè)地理種群的褐飛虱為實(shí)驗(yàn)材料，研究了共生菌Wolbachia對(duì)褐飛虱生殖和適合度的影響，并通過(guò)熒光定量PCR的方法研究褐飛虱不同發(fā)育階段Wolbachia密度的感染動(dòng)態(tài)以及不同組織中Wolbachia的分布情況。研究結(jié)果解釋了共生菌Wolbachia在褐飛虱種群中的維持和擴(kuò)散。此外，我們還試著探討了Wolbachia在寄主體內(nèi)的密度是怎樣對(duì)寄主的生殖和適合度產(chǎn)生影響的。本研究為共生細(xì)菌與宿主間的協(xié)同進(jìn)化、互惠共生等關(guān)系提供了基礎(chǔ)資料

3、，并為利用共生細(xì)菌對(duì)害蟲進(jìn)行種群控制提供理論依據(jù)。
　　 為了研究共生菌Wolbachia對(duì)褐飛虱生殖的影響，以海南三亞(HN)，廣西南寧(GX)和云南寧洱(YN)三個(gè)地理種群為實(shí)驗(yàn)材料。我們通過(guò)遺傳雜交的方法檢測(cè)了Wolbachia在這三個(gè)褐飛虱種群中誘導(dǎo)的胞質(zhì)不親和(CI)的強(qiáng)度以及后代的性比.研究發(fā)現(xiàn)，共生菌Wolbachia在這三個(gè)褐飛虱種群中均不能誘導(dǎo)CI，四種雜交組合的卵的孵化率之間沒(méi)有顯著差異，并且后代的性比也沒(méi)有

4、差異。對(duì)感染這三個(gè)褐飛虱種群的Wolbachia的序列進(jìn)行測(cè)定，這三個(gè)種群感染的Wolbachia是同一個(gè)株系(wLug)。
　　 從褐飛虱的產(chǎn)卵量、壽命以及垂直傳播效率三個(gè)方面來(lái)評(píng)估Wolbachia對(duì)褐飛虱適合度的影響。在海南種群中，感染W(wǎng)olbachia的雌蟲的產(chǎn)卵量要顯著的高于未感染的雌蟲，而云南和廣西種群感染與不感染W(wǎng)olbachia的雌蟲的產(chǎn)卵量之間沒(méi)有顯著差異，海南種群是唯一一個(gè)發(fā)現(xiàn)Wolbachia的感染能夠提高

5、雌蟲產(chǎn)卵量的種群。在壽命方面，海南種群感染W(wǎng)olbachia褐飛虱成蟲的壽命要顯著的短于不感染品系的壽命，云南和廣西種群感染與不感染W(wǎng)olbachia的褐飛虱的壽命之間沒(méi)有顯著差異。
　　 為了檢測(cè)Wolbachia在褐飛虱體內(nèi)的密度，我們是使用定量PCR的方法對(duì)Wolbachia wsp基因的拷貝數(shù)進(jìn)行了測(cè)定。檢測(cè)了海南和廣西種群褐飛虱五了齡期的若蟲以及12個(gè)日齡(1,2，4,6,8,10,12，14,16,18，20,22)

6、的成蟲體內(nèi)Wolbachiawsp基因的拷貝數(shù)。在若蟲階段，兩個(gè)種群褐飛虱體內(nèi)Wolbachia wsp基因的拷貝數(shù)隨著若蟲齡期的增長(zhǎng)在逐漸的增大。而在成蟲階段，兩個(gè)種群則不太一樣，廣西種群褐飛虱成蟲體內(nèi)的Wolbachia的密度隨著日齡的增大而逐漸降低，海南種群總是時(shí)高時(shí)低的波動(dòng)，但總體的趨勢(shì)還是降低的。比較這兩個(gè)種群感染的Wolbachia密度的差異，發(fā)現(xiàn)海南種群的要明顯高于廣西種群。
　　 以褐飛虱海南三亞種群為實(shí)驗(yàn)材料，

7、運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR的方法對(duì)感染W(wǎng)olbachia品系的長(zhǎng)翅雌蟲、長(zhǎng)翅雄蟲、短翅雌蟲和短翅雄蟲體內(nèi)Wolbachia的拷貝數(shù)進(jìn)行測(cè)定，研究表明，雌蟲中Wolbachia的密度一般都要高于雄蟲，短翅雌蟲中Wolbachia的密度要顯著的高于長(zhǎng)翅型雌蟲。我們進(jìn)一步將每一個(gè)蟲體解剖為頭部、胸部、腹部和足四個(gè)部分，對(duì)各個(gè)部分中的Wolbachia的含量進(jìn)行了定量，研究Wolbachia在寄主各個(gè)組織中分布含量的差異。四個(gè)組織中，由于褐飛虱的生