稻水象甲體內(nèi)細(xì)菌多樣性及其和生殖的關(guān)系.pdf

1、共生細(xì)菌能在昆蟲的生長(zhǎng)、生殖、抵抗病原菌和有害物質(zhì)等生物學(xué)過程中起重要的作用。稻水象甲（Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel）在我國是一種重要外來入侵害蟲，對(duì)水稻生產(chǎn)的潛在危害巨大。先期研究表明，Wolbachia是稻水象甲中的一種主要共生細(xì)菌，為宿主正常生殖所必需，但該象甲是否還存在其他共生細(xì)菌，對(duì)宿主生殖的作用如何，尚不清楚。本研究基于細(xì)菌16S rRNA序列的擴(kuò)增和分析，對(duì)不同地理種群稻水象甲的腸道和

2、卵巢中的細(xì)菌種類進(jìn)行了鑒定，分析了細(xì)菌群落的多樣性，并研究了主要細(xì)菌與其生殖的關(guān)系，探討了影響宿主生殖的分子機(jī)制，具體結(jié)果如下:
　　對(duì)5個(gè)地理種群稻水象甲（美國德克薩斯州Beaumont、阿肯色州Colt、加利福尼亞州Biggs、河北唐海和浙江樂清）體內(nèi)細(xì)菌種類研究發(fā)現(xiàn)，其腸道細(xì)菌隸屬于α-、β-、γ-變形菌綱、芽孢桿菌綱、鞘脂桿菌綱和放線菌綱，主要共生細(xì)菌有Pantoea和Wolbachia。除了Beaumont種群，其余4種

3、群的細(xì)菌多樣性均較低。在卵巢中僅發(fā)現(xiàn)3類細(xì)菌，即α-、γ-變形菌綱和芽孢桿菌綱，Wolbachia和Nardonella是主要的細(xì)菌。
　　定量檢測(cè)了稻水象甲經(jīng)抗生素處理后體內(nèi)主要共生細(xì)菌的變化情況，并結(jié)合生殖表型的變化，評(píng)價(jià)了主要細(xì)菌在該象甲中的作用。結(jié)果表明，成蟲經(jīng)四環(huán)素處理后（不能正常生殖）體內(nèi)Wolbachia含量比水處理的顯著減低，而經(jīng)慶大霉素處理后（仍能正常生殖）該細(xì)菌的變化不甚明顯，這與預(yù)期相符。成蟲分別經(jīng)四環(huán)素、慶

4、大霉素處理后，Nardonella均保持在較高水平。成蟲經(jīng)慶大霉素處理后，Rickettsia的含量顯著降低。表明稻水象甲生殖與Nardonella和Rickettsia含量的變化無明顯關(guān)系，兩者不是該象甲生殖所必需的。該結(jié)果驗(yàn)證了Wolbachia在該象甲生殖過程中所起的重要作用。
　　對(duì)成蟲分別進(jìn)行四環(huán)素和慶大霉表處理，使其分別處于Wolbachia被去除和感染有這種細(xì)菌的狀態(tài)，然后采用抑制性消減雜交技術(shù)(SSH)，構(gòu)建了這兩

5、類成蟲的消減雜交文庫。對(duì)文庫中的序列進(jìn)行了克隆和GO分析，對(duì)其中部分基因在Wolbachia感染與不感染狀態(tài)下的表達(dá)水平進(jìn)行了定量檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)Wolbachia可影響該象甲多種基因的表達(dá)，包括與代謝過程、細(xì)胞過程、催化活性、生殖、免疫、死亡等相關(guān)的基因，其中3個(gè)基因的表達(dá)變化顯著，即核櫧體RNA反義轉(zhuǎn)錄蛋白(transcript antisense to ribosomal RNA protein1，TAR1)類似物、一種假設(shè)蛋白和保幼激