共生菌Wolbachia的分子检测及其对美洲棘蓟马种群适合度的影响

论文摘要

美洲棘蓟马Echinothrips americanus Morgan,1913，属于我国新入侵物种，寄主范围广泛，在温室内常年发生，对温室作物特别是蔬菜造成严重危害。Wolbachia属于变形杆菌（Proteobacteria）α亚门的立克次氏体，是一种以昆虫、螨类等节肢动物及线虫为宿主的细胞质共生细菌，它可通过宿主卵的细胞质进行母系遗传。Wolbachia通过调控宿主的生殖活动来增加其在宿主种群内的密度，主要表现为诱导胞质不亲和（Cytoplasmic incompatibility，CI）、诱导孤雌生殖（Parthenogenesis-inducing，PI）、诱导雌性化（Feminzing）、杀雄（Male-killing）等。本论文对美洲棘蓟马体内共生菌Wolbachia进行了分子生物学鉴定，明确了Wolbachia在美洲棘蓟马体内的感染情况。从生活力和繁殖力两个方面评估了Wolbachia对美洲棘蓟马适合度的影响。研究结果为共生细菌与宿主间的协同进化、互惠共生等关系提供了基础资料，并为利用共生细菌对害虫进行种群控制提供理论依据。结论如下：1.从美洲棘蓟马体内扩增出了632bp的Wolbachia的wsp基因片段1条（GenBank登录号为JN315668），580bp的Wolbachia A群的wsp基因片段和405bp的Mel亚群的wsp基因片段各一条。结果表明美洲棘蓟马体内感染的Wolbachia属于A群Mel亚群。2.共生菌Wolbachia在美洲棘蓟马的头、胸、腹三个部位均有分布，表明美洲棘蓟马体内共生菌Wolbachia的感染广泛存在。3.经过抗生素处理，未感染Wolbachia的美洲棘蓟马与感染Wolbachia的美洲棘蓟马的未成熟期各虫态的平均历期差异不显著（P>0.05），但发育历期均有一定的延长。未感染Wolbachia的雌虫的寿命、产卵前期、产卵期和平均产卵量与感染Wolbachia的美洲棘蓟马雌虫相比存在显著差异，其中消除Wolbachia的美洲棘蓟马的产卵前期明显延长（P<0.05）。通过对种群内禀增长率（Intrinsic rate of increase）的计算，美洲棘蓟马体内感染共生菌Wolbachia时，种群的内禀增长率rm较高（0.0632），但是消除Wolbachia后，美洲棘蓟马的种群内禀增长率出现了下降（0.0484）。

论文目录

• 摘 要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 美洲棘蓟马 Echinothrips americanus 的研究概况
• 1.1.1 美洲棘蓟马的分布范围
• 1.1.2 美洲棘蓟马的寄主植物与危害
• 1.1.3 美洲棘蓟马的生物学特性
• 1.1.4 美洲棘蓟马的防治
• 1.2 Wolbachia 的研究进展
• 1.2.1 Wolbachia 的形态
• 1.2.2 Wolbachia 的宿主范围及其存在部位
• 1.2.3 Wolbachia 的分子检测、系统分化、命名及分子结构
• 1.2.4 Wolbachia 对宿主生殖活动的调控
• 1.2.5 Wolbachia 对宿主适合度的影响
• 1.3 本研究的目的意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 试虫及来源
• 2.1.2 盆栽小麦的种植
• 2.1.3 脱共生品系美洲棘蓟马的培养
• 2.1.4 共生菌 Wolbachia 对美洲棘蓟马适合度的影响
• 2.2 仪器和试剂
• 2.2.1 实验仪器及设备
• 2.2.2 实验试剂
• 2.2.3 菌种与质粒
• 2.2.4 常规实验试剂配制
• 2.3 基因组 DNA 的提取
• 2.3.1 wsp 基因的电泳检测
• 2.4 引物合成与 PCR 扩增
• 2.4.1 PCR 反应体系与反应条件
• 2.4.2 PCR 产物纯化、克隆和测序
• 2.4.3 实验数据处理和分析
• 第三章 结果与分析
• 3.1 美洲棘蓟马体内共生菌 Wolbachia 的 wsp 基因分子检测及系统发育分析
• 3.1.1 美洲棘蓟马体内 Wolbachia 的 wsp 基因扩增结果
• 3.1.2 美洲棘蓟马体内 Wolbachia 的 wsp 基因序列的系统聚类分析
• 3.1.4 共生菌 Wolbachia 在美洲棘蓟马体内的分布
• 3.2 共生菌 Wolbachia 对美洲棘蓟马适合度的影响
• 3.2.1 美洲棘蓟马体内 Wolbachia 的消除
• 3.2.2 Wolbachia 对美洲棘蓟马未成熟期各虫态的发育的影响
• 3.2.3 Wolbachia 对美洲棘蓟马未成熟期各虫态以及雌成虫的存活率的影响
• 3.2.4 Wolbachia 对美洲棘蓟马雌成虫的寿命、产卵前期、产卵期以及平均产卵量的影响
• 3.2.5 Wolbachia 对美洲棘蓟马种群生命参数的影响
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 美洲棘蓟马体内共生菌 Wolbachia 的 wsp 基因分子检测及系统发育分析
• 4.2 美洲棘蓟马体内 Wolbachia 的消除
• 4.3 共生菌 Wolbachia 对美洲棘蓟马适合度的影响
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介