內(nèi)共生菌Wolbachia對(duì)灰飛虱的生殖調(diào)控作用及其與WO phage相互作用關(guān)系的研究.pdf

1、灰飛虱(Laodelphax striatellus)、白背飛虱(Sogatella furcifera)和褐飛虱（Nilaparvata lugens）是屬于昆蟲(chóng)綱Insecta、半翅目Hemiptera、飛虱科Delphacidae的水稻害蟲(chóng)，通過(guò)直接刺吸和傳播病毒對(duì)水稻生產(chǎn)造成很大影響。Wolbachia是廣泛存在于節(jié)肢動(dòng)物體內(nèi)的一種共生細(xì)菌，可通過(guò)宿主卵的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行母系遺傳，并以誘導(dǎo)胞質(zhì)不親和（cytoplasmic incom

2、patibility, CI）、誘導(dǎo)雌性化(feminization)、誘導(dǎo)孤雌生殖（parthenogenesis induction, PI）和殺雄作用（male-killing）這四種方式調(diào)控其寄主的生殖以實(shí)現(xiàn)其在宿主種群中的穩(wěn)定存在和擴(kuò)散。
　　 噬菌體是以細(xì)菌為宿主的病毒，有高度的宿主特異性，是細(xì)菌遺傳進(jìn)化的重要推動(dòng)力。WO phage是Shinjit和Masui(2000)在Teleogryllus taiwanem

3、ma的Wolbachia基因組中首次發(fā)現(xiàn)并命名的。WO噬菌體既能以溶原狀態(tài)插入到其宿主的染色體中，又可以裂解狀態(tài)自由存在于細(xì)胞質(zhì)中，因此可能攜帶重要的基因到Wolbachia中或參與Wolbachia調(diào)控宿主生殖方式。本文以中國(guó)兩個(gè)地理種群灰飛虱為實(shí)驗(yàn)材料，研究了共生菌Wolbachia對(duì)中國(guó)灰飛虱生殖作用的影響。同時(shí)本文以灰飛虱、白背飛虱、褐飛虱為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)對(duì)Wolbachia的wsp基因和WO噬菌體的orf7基因進(jìn)行序列分析以及

4、對(duì)Wolbachia和WO噬菌體進(jìn)行數(shù)量關(guān)系的研究，深入探討了bacteriophageWO在其Wolbachia宿主中的的感染情況以及與Wolbachia的相互作用關(guān)系。
　　 本研究的主要內(nèi)容以及取得的初步研究成果如下：
　　 1.為檢驗(yàn)Wolbachia對(duì)中國(guó)灰飛虱生殖的影響，本研究以廣西壯族自治區(qū)南寧市(NN)和云南省寧洱市(NE)兩個(gè)地理種群為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)四環(huán)素處理篩選到完全不感染W(wǎng)olbachia的品系后再

5、與感染品系進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)地理種群灰飛虱中感染的Wolbachia都能夠誘導(dǎo)高強(qiáng)度的胞質(zhì)不親和作用(CI)，表現(xiàn)為胚胎的死亡及產(chǎn)卵量的大幅度下降。
　　 2.本研究通過(guò)PCR檢測(cè)編碼WO噬菌體衣殼蛋白的orf7基因首次報(bào)道了在三種稻飛虱體內(nèi)存在WO phage對(duì)Wolbachia的侵染，并通過(guò)分子克隆分析了WO phage的類(lèi)型。結(jié)果表明，試驗(yàn)中20個(gè)稻飛虱中的Wolbachia普遍存在著WO phage的感染，感

6、染率為47％～96％不等。對(duì)不同地理種群感染的WO phage的orf7基因序列分析可知共有三種不同類(lèi)型的WO噬菌體，其序列分別登錄到Genbank。
　　 3.通過(guò)對(duì)20個(gè)地理種群稻飛虱體內(nèi)感染的Wolbachia wsp基因及WO phage的orf7基因進(jìn)行克隆測(cè)序并進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，比較兩個(gè)系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)二者表現(xiàn)出很明顯的不一致性，由此說(shuō)明WO phage和Wolbachia兩者的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系相關(guān)性并不明顯；同

7、時(shí)發(fā)現(xiàn)地中海粉螟和灰飛虱中感染的WO phage位于同一進(jìn)化支內(nèi)，說(shuō)明WO噬菌體在不同宿主的Wolbachia之間可能發(fā)生了水平轉(zhuǎn)移，由此可推斷WO噬菌體可能會(huì)像其他胞外細(xì)菌的噬菌體那樣參與促進(jìn)Wolbachia的遺傳進(jìn)化。這是在稻飛虱體內(nèi)對(duì)WO phage的首次報(bào)道和研究，為以后進(jìn)一步深入研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 4.本研究設(shè)計(jì)特異性引物，利用real-time quantitative PCR技術(shù)檢測(cè)了灰飛虱、白背飛虱、褐飛虱