共生菌Wolbachia對褐飛虱生殖和適合度的影響及在其體內感染密度的動態(tài)研究.pdf

1、Wolbachia是廣泛存在于節(jié)肢動物體內的共生細菌，可通過宿主卵的細胞質進行母系遺傳給后代，并且能夠通過不同的方法調控寄主的生殖以實現(xiàn)在宿主種群中的穩(wěn)定存在和擴散。褐飛虱Nilaparvata lugens(St(?)l)是危害我國和亞洲一些國家及地區(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造成了重大的損失。本實驗室通過對我國的一些不同地理種群褐飛虱的檢測發(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、的三個地理種群的褐飛虱為實驗材料，研究了共生菌Wolbachia對褐飛虱生殖和適合度的影響，并通過熒光定量PCR的方法研究褐飛虱不同發(fā)育階段Wolbachia密度的感染動態(tài)以及不同組織中Wolbachia的分布情況。研究結果解釋了共生菌Wolbachia在褐飛虱種群中的維持和擴散。此外，我們還試著探討了Wolbachia在寄主體內的密度是怎樣對寄主的生殖和適合度產生影響的。本研究為共生細菌與宿主間的協(xié)同進化、互惠共生等關系提供了基礎資料

3、，并為利用共生細菌對害蟲進行種群控制提供理論依據(jù)。
　　 為了研究共生菌Wolbachia對褐飛虱生殖的影響，以海南三亞(HN)，廣西南寧(GX)和云南寧洱(YN)三個地理種群為實驗材料。我們通過遺傳雜交的方法檢測了Wolbachia在這三個褐飛虱種群中誘導的胞質不親和(CI)的強度以及后代的性比.研究發(fā)現(xiàn)，共生菌Wolbachia在這三個褐飛虱種群中均不能誘導CI，四種雜交組合的卵的孵化率之間沒有顯著差異，并且后代的性比也沒有

4、差異。對感染這三個褐飛虱種群的Wolbachia的序列進行測定，這三個種群感染的Wolbachia是同一個株系(wLug)。
　　 從褐飛虱的產卵量、壽命以及垂直傳播效率三個方面來評估Wolbachia對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的雌蟲的產卵量之間沒有顯著差異，海南種群是唯一一個發(fā)現(xiàn)Wolbachia的感染能夠提高

5、雌蟲產卵量的種群。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有顯著差異。
　　 為了檢測Wolbachia在褐飛虱體內的密度，我們是使用定量PCR的方法對Wolbachia wsp基因的拷貝數(shù)進行了測定。檢測了海南和廣西種群褐飛虱五了齡期的若蟲以及12個日齡(1,2，4,6,8,10,12，14,16,18，20,22)

6、的成蟲體內Wolbachiawsp基因的拷貝數(shù)。在若蟲階段，兩個種群褐飛虱體內Wolbachia wsp基因的拷貝數(shù)隨著若蟲齡期的增長在逐漸的增大。而在成蟲階段，兩個種群則不太一樣，廣西種群褐飛虱成蟲體內的Wolbachia的密度隨著日齡的增大而逐漸降低，海南種群總是時高時低的波動，但總體的趨勢還是降低的。比較這兩個種群感染的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驗材料，

7、運用實時熒光定量PCR的方法對感染W(wǎng)olbachia品系的長翅雌蟲、長翅雄蟲、短翅雌蟲和短翅雄蟲體內Wolbachia的拷貝數(shù)進行測定，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翅型雌蟲。我們進一步將每一個蟲體解剖為頭部、胸部、腹部和足四個部分，對各個部分中的Wolbachia的含量進行了定量，研究Wolbachia在寄主各個組織中分布含量的差異。四個組織中，由于褐飛虱的生