共生菌Wolbachia和Cardinium對中國截形葉螨和皮氏葉螨生殖調控作用的研究.pdf

1、截形葉螨Tetranychus truncatus Ehara和皮氏葉螨Tetranychus piercei McGregor屬于蛛形綱Arachnida、蜱螨亞綱Acari、真螨目Acariformes、葉螨科Tetranychidae，是農林生產中十分重要的害螨。Wolbachia和Cardinium是廣泛存在于節(jié)肢動物體內的兩種共生細菌，均可通過寄主卵的細胞質進行母系遺傳，并能通過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

2、.在Wolbachia和Cardinium對其寄主的生殖調控中，誘導胞質不親和是最普遍的方式。影響胞質不親和表達的因素有很多，本文以皮氏葉螨和截形葉螨為實驗材料，研究Wolbachia和Cardinium分別以及共同對其寄主生殖的調控，并深入探討寄主的遺傳背景、共生菌的株系、共生菌的密度以及共生菌在寄主生殖組織的分布對胞質不親和表達的影響。此外，我們還通過熒光原位雜交技術，探究了Wolbachia和Cardinium的垂直傳播模式:在卵

3、的不同發(fā)育階段，Wolbachia和Cardinium主要伴隨著營養(yǎng)物質從滋養(yǎng)細胞、中腸、輸卵管進入發(fā)育中的卵。
　　 Wolbachia和Cardinium均是能夠誘導胞質不親和的寄生菌。雖然Wolbachia和Cardinium感染同一寄主在自然界比較常見，但是對它們分別以及共同對寄主生殖影響的研究卻很少。本研究以截形葉螨甘肅蘭州(GS)種群，皮氏葉螨廣東廣州(GD)和云南玉龍(YN)種群為實驗材料，對各種感染情況進行雜交組

4、合試驗，研究Wolbachia和Cardinium分別以及共同對我國截形葉螨和皮氏葉螨生殖和適合度的影響，并探索Wolbachia和Cardinium是否會影響彼此對CI的修飾和營救。研究發(fā)現(xiàn)在截形葉螨甘肅蘭州(GS)種群和皮氏葉螨廣東廣州(GD)種群中單感染W(wǎng)olbachia都誘導較弱的CI，單感染Cardinium和雙感染品系均能誘導較強的CI，但是Wolbachia和Cardinium是否會影響彼此對CI的修飾和營救。而在皮氏葉螨

5、云南玉龍(YN)種群中，Wolbachia誘導中等強度的CI，單感染Cardinium誘導較強的CI，但是在雙感染品系中Wolbachia能夠增強Cardinium誘導CI的能力。
　　 為了研究寄主的遺傳背景和共生菌的株系對胞質不親和表達的影響，對截形葉螨甘肅蘭州(GS)種群、皮氏葉螨廣東廣州(GD)和云南玉龍（YN）種群感染的Wolbachia的wsp基因以及Cardinium的16S rDNA基因進行測定，結果顯示甘肅蘭州

6、(GS)和廣東廣州(GD)兩個地理種群的Wolbachia都屬于的B組的Con亞群，云南玉龍種群感染的Wolbachia屬于B組的Ori亞群，三個地理種群的Cardinium的相似度在97％-99％之間。結合雜交結果發(fā)現(xiàn)，截形葉螨甘肅蘭州種群和皮氏葉螨廣東廣州種群雖然感染同一種株系的Wolbachia，感染的Cardinium也很相似，但是Wolbachia和Cardinium分別以及共同誘導的CI水平卻不相同，可能是由于寄主的遺傳背景

7、的影響。另外，在皮氏葉螨云南玉龍種群中，Wolbachia同時存在于雌雄蟲中顯著提高了雙感染雄蟲誘導CI的水平，說明云南玉龍種群感染的Wolbachia可能是一種能夠增強Cardinium誘導CI的能力的株系。
　　 為了研究共生菌的密度對胞質不親和表達的影響，本研究通過熒光定量PCR技術，檢測皮氏葉螨廣東廣州乖云南玉龍種群單感染和雙感染的雄蟲隨著蟲齡的增加Wolbachia和Cardinium的密度變化情況。結果表明，在廣東廣

8、州種群內，隨著蟲齡的增加，雙感染品系內的Wolbachia和Cardinium之間既有促進也有抑制，單感染品系和雙感染品系內菌量變化趨勢大致相同。在云南玉龍種群內，在雄螨羽化5天以后，Cardinium對Wolbachia的密度沒有影響，但是Wolbachia促進了Cardinium的繁殖。雄蟲體內Wolbachia和Cardinium密度的變化可能會對它們誘導CI產生重要影響。
　　 為了研究共生菌在寄主生殖組織的分布對胞質不

9、親和表達的影響，本研究將皮氏葉螨廣東廣州和云南玉龍種群單感染和雙感染的雄螨制作切片，并通過熒光原位雜交技術檢測雄螨的生殖組織內Wolbachia和Cardinium的分布情況。結果表明，Wolbachia和Cardinium分別以及共同誘導CI的水平與雄蟲精子形成過程中的感染情況有關。共生菌誘導的CI水平與雄螨睪丸的精原干細胞區(qū)和睪丸外鞘中分布明情況呈正相關。此外，本研究將皮氏葉螨廣東廣州群雙感染的雌螨制作切片，通過熒光原位雜交技術檢測

10、雌螨體內Wolbachia和Cardinium的分布情況，并根據(jù)葉螨卵發(fā)育的過程，我們推測出在皮氏葉中Wolbachia和Cardinium垂直傳染的模式:1）在卵黃形成之前，共生菌伴隨含有營養(yǎng)物質的細胞質從滋養(yǎng)細胞進入卵母細胞;2）在卵黃累積的過程中，在卵母細胞從中腸和血淋巴吸收營養(yǎng)物質過程中，共生菌隨著營養(yǎng)物質一同進入卵母細胞;3）在卵進入腔和輸卵管的過程中，卵殼逐漸形成，形成卵殼的原料來源于腔和輸卵管的分泌物，在卵殼形成的過程中，