薊馬中內(nèi)共生菌Wolbachia的多樣性及其對寄主線粒體COI基因的影響.pdf

1、薊馬是纓翅目昆蟲的統(tǒng)稱，至今有記錄的薊馬7400種。隨著國際貿(mào)易越來越廣泛，一些害蟲薊馬逐漸侵入我國，對我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤其是大棚種植造成了重大危害。Wolbachia屬作為一類胞內(nèi)內(nèi)共生菌，在自然界中分布非常廣泛，已知感染了大量的節(jié)肢動物和線蟲類。目前將Wolbachia主要分為(A–K)超群，定義為超群，雖然分類的界限仍不非常明確，分類中存在很多爭議。很多研究發(fā)現(xiàn)Wolbachia與寄主的多種生殖現(xiàn)象有重要關(guān)系，如細胞質(zhì)不相容、孤雌生

2、殖、雄性致死和雌性化等。在細胞中Wolbachia和線粒體DNA都是母系遺傳方式，經(jīng)過長期的共存，Wolbachia感染可能伴隨著被感染個體的線粒體基因型變化，可能出現(xiàn)基因間的偶然性重組和轉(zhuǎn)移，或者是Wolbachia的存在對線粒體的序列多樣性產(chǎn)生各種效果。目前已發(fā)現(xiàn)許多Wolbachia感染與mtDNA基因序列的各種關(guān)系。
　　 本論文對纓翅目2個亞目3個科的50種薊馬496個標(biāo)本進行了分子鑒定，通過Wolbachia的wsp

3、和MLST的5個基因（coxA，fbpA，gatB，hcpA，ftsZ）對135頭感染個體的Wolbachia感染情況進行了檢測，并對感染的Wolbachia進行分類鑒定，探討了Wolbachia對寄主線粒體基因組中COI基因的影響進行了分析。主要研究結(jié)果如下：
　　 （1）利用動物DNA barcoding所用的COI基因，對形態(tài)學(xué)鑒定出來的50種薊馬進行分子鑒定，測定了496個體的COI序列，結(jié)果表明，除了Odontothr

4、ips loti和O.meliloti之間以及Thrips physapus和T.pelikani的COI序列差異非常小，遺傳距離分別為0.1％和0.3％，絕大部分的分子鑒定結(jié)果是同形態(tài)學(xué)鑒定相一致。另外，對這4個種核基因標(biāo)記ITS2進行檢測，發(fā)現(xiàn)O.loti和O.meliloti的ITS2序列完全相同，更為有趣的是這2個種感染的Wolbachia的6個標(biāo)記基因的序列也幾乎完全相同。
　　 （2）在50個檢測的薊馬種中共發(fā)現(xiàn)25

5、種薊馬種不同程度的感染了Wolbachia（6％-100％）,25種未發(fā)現(xiàn)Wolbachia感染。管尾亞目Tubulifera的感染率比錐尾亞目Terebrantia的Wolbachia感染率要高。同時Wolbachia的感染狀況似乎跟薊馬的食性有關(guān)，在捕食性的3種薊馬中Wolbachia的感染率較高。同種薊馬的不同種群之間的感染情況也不同。
　　 （3）本文共獲得coxA，fbpA，gatB，hcpA，ftsZ和wsp 6個基

6、因的序列各135，135，134，133，135和135條，根據(jù)6個標(biāo)記基因?qū)Ω腥舅E馬的Wolbachia進行超群鑒定。只根據(jù)wsp基因進行分類分析，第1-122條序列超群鑒定均屬于B超群；Echinothrips americanus的所有11條序列（第123-133條）屬于A超群；而Haplothrips aculeatus的所有2條序列（第134，135條）不屬于至今發(fā)現(xiàn)的任何一個超群，跟目前已知所有的wsp序列比對，發(fā)現(xiàn)跟G超群

7、最接近，但是相似度不高；根據(jù)ftsZ基因135條序列進行超群鑒定發(fā)現(xiàn)第1-122條序列均屬于B超群；第123-135共13條序列屬于A超群；將MLST的5個基因（coxA，fbpA，gatB，hcpA，ftsZ）聯(lián)合分類鑒定，結(jié)果同根據(jù)ftsZ基因鑒定的結(jié)果，即也均屬于A和B超群。這以結(jié)果說明超群分類還有待于進一步完善。
　　 （4）對薊馬中感染的Wolbachia的6個基因進行重組分析，發(fā)現(xiàn)wsp存在著非常普遍的重組現(xiàn)象，而M

8、LST的5個基因不存在重組。推測H.aculeatus的2個感染個體中的Wolbachia可能就是A，B超群wsp基因重組的結(jié)果。在捕食各種螨類和小型昆蟲的薊馬中，Wolbachia重組率要比植食性的要高。以上結(jié)果表明僅根據(jù)wsp作為Wolbachia株系鑒定會受到重組的干擾。也為他人提出的G超群是A和B超群重組的結(jié)果這樣的推論提供了證據(jù)。
　　 （5）對薊馬的COI序列進行分析發(fā)現(xiàn)，Wolbachia與COI的序列差異和進化有

9、關(guān)系。通過對感染組薊馬和未感染組薊馬的COI基因序列多樣性分析發(fā)現(xiàn)，前者的單體型要明顯少于后者；而且同屬內(nèi)感染薊馬種的遺傳距離比同屬內(nèi)未感染薊馬種的遺傳距離要小，同時也比同屬內(nèi)感染和未感染的薊馬種之間的遺傳距離小。
　　 本論文發(fā)現(xiàn)了生物的形態(tài)鑒定和分子鑒定是能夠相互補充的，在形態(tài)鑒定的基礎(chǔ)之上，輔以分子鑒定不僅能夠?qū)ζ錅?zhǔn)確性進行驗證，還可以對生物的各種生物學(xué)和生態(tài)學(xué)研究提供線索和證據(jù)。Wolbachia感染與寄主的分類學(xué)地位和