褐飞虱体内类酵母共生菌的营养功能及其分子基础的研究

论文题目: 褐飞虱体内类酵母共生菌的营养功能及其分子基础的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 农业昆虫与害虫防治

作者: 王国超

导师: 张志涛

关键词: 褐飞虱,类酵母共生菌,高温,氨基酸,体外培养

文献来源: 中国农业科学院

发表年度: 2005

论文摘要: 本文主要是针对褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)与其体内类酵母共生菌营养相互关系研究中存在的若干问题进行研究,进一步详尽解读二者的共生关系。利用本实验室研制出的稻飞虱全纯人工饲料饲喂技术,研究和建立缺菌稻飞虱的获取与保持技术;在此基础上,采用人工饲料生测技术、现代仪器分析技术和蛋白质(酶)等研究手段,比较缺菌褐飞虱与正常褐飞虱的不同,初步分析与类酵母共生菌关系密切的营养物质相关代谢酶的基因,探讨类酵母共生菌与褐飞虱在氨基酸方面的营养供求关系。同时对类酵母共生菌在褐飞虱卵期的分布和其体外培养进行了研究,其主要结果如下: 1.褐飞虱类酵母共生菌从母体进入卵后的发展情况 褐飞虱卵期的石蜡切片结果可知:在卵的初期(1-4天)类酵母共生菌主要以菌胞的形式存在,而且随着胚动过程由卵的后端移至前端,再移回卵后端,此过程中菌胞大小变化不大;随着卵的发育,菌胞开始逐渐变大,到5天时已经开始向左右延伸,不再是规则的圆球状,菌的数量开始有明显的增多,到6.5天时菌胞在虫体的上腹部已经明显分为左右两部分,共生菌在虫体腹部逐渐散开;到初孵1龄若虫时,共生菌几乎遍布虫体的整个腹部腹面,腹部背面也可见少数菌体。2龄初期可清晰的看到共生菌在腹部的每个腹节中又聚集呈一个个小菌胞。 每个类酵母共生菌个体都有明显的细胞壁包被,细胞壁的外围又有明显的界限使之与外界隔开,并且菌群周围和菌体之间多以一种小泡状细胞包围。同时,在电镜下发现一种棒状物,总是与YLS紧密相邻,并发生部分交叉,周围也多以小泡状细胞围绕,推测二者之间可能存在某种紧密联系。另外,并不是所有的YLS都聚集在一起,少数菌体游离在YLS菌群之外单独存在。表明褐飞虱体内YLS菌群没有蚜虫体内含菌体外层的完整被膜保护层。 2.褐飞虱减菌技术 通过对同龄试虫的不同高温处理和对不同龄期试虫的相同高温处理得出:要想得到理想的高温减菌试虫,需要综合考虑处理温度,处理时间,试虫虫龄,实验季节等多种因素。适合本地区(浙江杭州)的处理方法为:选用35℃-36℃高温对低龄若虫连续处理3天。同时发现,试虫体内的共生菌数量多少与褐飞虱能否羽化密切相关,根据试验数据推测出试虫羽化所需最低共生菌数量要5000-7000个/mg虫重。 人工饲料中添加一定剂量的一种或两种抗生素的减菌效果虽不是很理想,但抗生素在一定程度上有利于保持高温处理试虫的缺菌特性。 3.类酵母共生菌与氨基酸营养的关系 利用全纯人工饲料饲喂技术,研究了各种氨基酸对缺菌褐飞虱生长和共生菌数的影响以及虫体氨基酸分析和主要转氨酶的活性变化等几个方面: (1)缺失不同氨基酸对高温(35℃)处理后的缺菌褐飞虱相对生长率、体内共生菌数量有不同

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 文献综述：同翅目昆虫体内共生菌的研究进展

1.1 共生菌的基本特性

1.1.1 蚜虫体内共生菌的基本特征

1.1.2 稻飞虱体内类酵母共生菌的基本特征

1.2 昆虫与共生菌营养关系的研究途径

1.2.1 营养生物学途径

1.2.2 分子生物学途径

1.3 共生菌对宿主昆虫的营养作用

1.3.1 氮素营养的合成

1.3.2 参与脂类物质的合成

1.3.3 维生素的合成

1.3.4 提供能源

1.4 寄主对共生菌的调控

1.4.1 寄主蚜虫对共生菌控制的机制

1.4.2 寄主稻飞虱对共生菌控制的机制

1.5 结束语

第二章 论文研究目的、意义和技术路线

2.1 研究的目的和意义

2.2 技术路线

第三章 类酵母共生菌在褐飞虱卵期的分布

3.1 材料与方法

3.1.1 供试材料

3.1.2 试验方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

第四章 褐飞虱高温减菌技术的研究

4.1 材料与方法

4.1.1 材料

4.1.2 方法

4.2 结果与分析

4.2.1 不同温度处理下试虫及其体内共生菌数的变化

4.2.2 35℃高温对不同龄期试虫及其体内共生菌数的影响

4.2.3 高温处理对不同季节试虫共生菌影响的差异

4.2.4 2003年7-9月份田间温度变化及各代褐飞虱初羽化成虫体内共生菌数的变化

4.3 讨论

第五章 褐飞虱类酵母共生菌的抗生素减菌技术

5.1 材料与方法

5.1.1 供试昆虫及饲养方法

5.1.2 不同抗生素对褐飞虱体内共生菌数及宿主昆虫的影响

5.1.3 抗生素对经高温处理后试虫的影响

5.1.4 数据分析

5.2 结果与分析

5.2.1 抗生素对试虫及其体内类酵母共生菌数的影响

5.2.2 抗生素对高温处理试虫的减菌效果

5.3 讨论

第六章 人工饲料中氨基酸缺失对褐飞虱及体内共生菌的影响

6.1 材料与方法

6.1.1 供试昆虫及其处理

6.1.2 褐飞虱相对生长速度的测定

6.1.3 褐飞虱体内共生菌的观察

6.1.4 数据分析

6.2 结果与分析

6.2.1 人工饲料饲养试虫体内共生菌的数量变化动态

6.2.2 试虫相对生长速度的变化

6.2.3 试虫体内类酵母共生菌数量的变化

6.3 讨论

第七章 高温处理对褐飞虱体内氨基酸组成及氨基代谢酶的影响

7.1 材料与方法

7.1.1 供试昆虫及其处理

7.1.2 褐飞虱体内氨基酸含量的测定

7.1.3 抗生素对试虫体内游离氨基酸组成的影响

7.1.4 褐飞虱体内主要氨基转移酶活性测定

7.1.5 数据分析

7.2 结果与分析

7.2.1 全组分饲料上褐飞虱试虫体内氨基酸含量的比较

7.2.2 缺失Leu人工饲料上试虫体内氨基酸的变化

7.2.3 缺失Phe人工饲料上试虫体内游离氨基酸的变化

7.2.4 抗生素处理试虫体内游离氨基酸的变化

7.2.5 褐飞虱体内GS、ALT、AST转氨酶活性的变化

7.3 讨论

第八章 氨基酸代谢过程中相关酶的基因片断克隆

8.1 材料与方法

8.1.1 类酵母共生菌的分离和基因组提取

8.1.2 α-异丙基苹果酸合成酶和DAHP合成酶基因片断的引物设计

8.1.3 PCR片断扩增

8.1.4 PCR产物回收

8.1.5 回收产物DNA与载体连接

8.1.6 转化大肠杆菌

8.1.7 质粒DNA的小量提取(碱裂解法)

8.1.8 外源片段插入的检测

8.1.9 序列测定

8.2 结果与分析

8.2.1 Leu合成过程中关键酶的PCR结果

8.2.2 Phe合成过程中起始酶的PCR结果

8.3 讨论

第九章 类酵母共生菌体外培养的初步研究

9.1 材料与方法

9.1.1 菌种来源

9.1.2 培养基配制

9.1.3 体外培养物的鉴定

9.2 结果与分析

9.3 讨论

第十章 结论

参考文献

附录

致谢

作者简历

发布时间: 2005-09-05

参考文献

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