不同蟲(chóng)源及致害性褐飛虱體內(nèi)類酵母共生菌的形態(tài)特性、數(shù)量及其種類鑒定.pdf

1、褐飛虱腹部脂肪體內(nèi)普遍存在類酵母共生菌，該類共生菌在褐飛虱的生理代謝和營(yíng)養(yǎng)利用等方面意義重大。試驗(yàn)采用冷凍切片技術(shù)結(jié)合顯微攝像系統(tǒng)觀察法開(kāi)展褐飛虱體內(nèi)共生菌的個(gè)體形態(tài)特性研究，并研究不同地理種群褐飛虱及褐飛虱與水稻互作過(guò)程中蟲(chóng)體內(nèi)共生菌的個(gè)體形態(tài)變化及數(shù)量差異，以期明確不同地理種群褐飛虱致害性變異及褐飛虱和水稻互作過(guò)程與蟲(chóng)體內(nèi)的類酵母菌變化的關(guān)聯(lián)性，最終從共生菌的角度揭示褐飛虱致害性變異的內(nèi)在機(jī)制。此外，結(jié)合26SrDNADl／D2區(qū)序

2、列比較和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析對(duì)從生物型I褐飛虱卵內(nèi)分離獲得的兩株類酵母共生菌進(jìn)行分子鑒定，以期證實(shí)褐飛虱體內(nèi)存在多種類型的類酵母共生菌。此外，本研究還明確了三種稻飛虱體內(nèi)的類酵母共生菌的形態(tài)和種類組成等的差異。試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)如下： (1)褐飛虱體內(nèi)的類酵母共生菌的形態(tài)特性觀察 光學(xué)顯微鏡觀察證實(shí)，褐飛虱雌、雄成蟲(chóng)的頭、胸部及無(wú)效卵內(nèi)均無(wú)共生菌，雌、雄成蟲(chóng)腹部脂肪體和有效卵中卻存在大量的類酵母共生菌；還觀察到雌、雄成蟲(chóng)腹部脂肪體

3、中有大量菌胞，其發(fā)育分為發(fā)育初期，類酵母共生菌增殖適應(yīng)期、對(duì)數(shù)增殖期、釋放期和衰竭期五個(gè)階段。按照形態(tài)劃分，褐飛虱雌、雄成蟲(chóng)及有效卵內(nèi)的類酵母共生菌均有四種類型，即長(zhǎng)梭形和桿狀共生菌占絕大多數(shù)，卵形個(gè)體較少，球狀共生菌則極少見(jiàn)；此外，雌、雄成蟲(chóng)腹部脂肪體內(nèi)還發(fā)現(xiàn)具膈梭形和不規(guī)則共生菌。同時(shí)觀察到該類共生菌通過(guò)多邊芽殖進(jìn)行無(wú)性繁殖，且以頂端芽殖(包括兩端芽殖)為主。 (2)不同地理種群褐飛虱體內(nèi)的類酵母共生菌的個(gè)體大小及數(shù)量差異

4、 試驗(yàn)結(jié)果表明，不同地理種群褐飛虱雌、雄成蟲(chóng)體內(nèi)共生菌的個(gè)體大小和數(shù)量差異顯著，依次為：對(duì)照種群>廣西種群>浙江種群>福建種群。結(jié)合蟲(chóng)體內(nèi)的脂肪和糖元含量的分析得出，褐飛虱體內(nèi)的類酵母共生菌的長(zhǎng)、寬度和數(shù)量與蟲(chóng)體內(nèi)脂肪和糖元的含量都顯著正相關(guān)。最終，從類酵母共生菌的角度解釋了不同地理種群褐飛虱致害性變異的內(nèi)在原因，并推測(cè)，遷飛過(guò)程所導(dǎo)致的褐飛虱體內(nèi)脂肪和糖元等物質(zhì)的消耗影響了該類共生菌的個(gè)體發(fā)育及數(shù)量增殖，破壞了“褐飛虱一類酵母共

5、生菌，，這一營(yíng)養(yǎng)共生關(guān)系，并最終導(dǎo)致褐飛虱對(duì)抗性品種水稻適應(yīng)性降低、致害性減弱。 (3)水稻與褐飛虱互作過(guò)程中其成蟲(chóng)體內(nèi)的類酵母共生菌的個(gè)體大小及數(shù)量差異 抗性品種水稻與褐飛虱互作會(huì)導(dǎo)致蟲(chóng)體內(nèi)的類酵母共生菌變小。與取食TNl的褐飛虱相比，取食IR26(Bphl)和IR36(Bph2)的褐飛虱體內(nèi)共生菌的長(zhǎng)度分別降低23.2﹪～24.4﹪和18.0﹪～32.7﹪，寬度分別降低24.4﹪～28．8﹪和8．6﹪～30．6﹪。取

6、食抗性品種水稻的褐飛虱體內(nèi)的類酵母共生菌的數(shù)量也都顯著下降。其中，連續(xù)取食抗性品種IR26水稻兩個(gè)世代后褐飛虱體內(nèi)的共生菌顯著降低，第三代后蟲(chóng)體內(nèi)共生菌數(shù)量又有所回升。說(shuō)明抗性品種水稻與褐飛虱互作會(huì)導(dǎo)致蟲(chóng)體內(nèi)類酵母共生菌的發(fā)育變小、數(shù)量減少。 (4)褐飛虱體內(nèi)的類酵母共生菌的26SrDNAD1／D2區(qū)序列分析 對(duì)從生物型I褐飛虱卵內(nèi)分離獲得的兩株類酵母共生菌的26SrDNADl／D2區(qū)序列分析得出，一株類酵母共生菌與解脂

7、假絲酵母菌的相似率達(dá)100﹪，另一菌株與嗜鹽梗孢酵母菌的相似率為99．7﹪。系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)進(jìn)一步表明，這兩株分離獲得的類酵母共生菌與已報(bào)道的相關(guān)蟲(chóng)生真菌(Hypocreales：Clavicipitaceae)明顯不同，是單獨(dú)的兩支進(jìn)化枝(Clade)。本研究證明了褐飛虱體內(nèi)至少存在兩種類酵母共生菌，證實(shí)了該類共生菌為混合菌體的推測(cè)。 (5)三種褐飛虱成蟲(chóng)體內(nèi)的類酵母共生菌的形態(tài)差異 光學(xué)顯微鏡觀察證實(shí)，三種稻飛虱成蟲(chóng)的頭部

8、和胸部均未觀察到共生菌，在其腹部脂肪體中有大量的類酵母共生菌，且以出芽進(jìn)行無(wú)性繁殖，并伴有菌胞的出現(xiàn)。三種稻飛虱體內(nèi)共生菌的形態(tài)和組成明顯不同。褐飛虱體內(nèi)的共生菌個(gè)體較大，以梭形、桿狀和卵形主，分別占共生菌總數(shù)的30．7﹪、53參﹪和15．1﹪；灰飛虱和白背飛虱體內(nèi)的共生菌個(gè)體較小，以卵形為主，分別占共生菌總數(shù)的93.4﹪和94.7﹪。此外，褐飛虱體內(nèi)各種類型的類酵母共生菌都顯著大于灰飛虱和白背飛虱體內(nèi)的同種類型個(gè)體，且灰飛虱和白背飛虱