內(nèi)共生菌Wolbachia和Cardinium在二斑葉螨和朱砂葉螨中密度的動(dòng)態(tài)變化研究.pdf

1、Wolbachia(沃爾巴克氏體)是一類呈母性遺傳的細(xì)胞內(nèi)共生菌,這類細(xì)菌能夠引發(fā)宿主的多種生殖異常行為,如:①胞質(zhì)不融和現(xiàn)象(cytoplasmic incompatibility,CI),即在同一物種里,感染W(wǎng)olbachia的雄蟲與未感染W(wǎng)olbachia的雌蟲交配或感染不同株系Wolbachia的雌雄個(gè)體交配,往往產(chǎn)生不親和現(xiàn)象；②孤雌生殖(parthenogenesis),如在膜翅目寄生蜂里發(fā)現(xiàn)感染W(wǎng)olbachia的雌蟲的未

2、受精卵發(fā)育為雌蟲；③雌性化(feminization),如在玉米螟和某些陸生等足類甲殼綱動(dòng)物中,Wolbachia改變宿主正常的性別決定機(jī)制,讓本該發(fā)育為雄蟲的個(gè)體發(fā)育成雌蟲；④殺雄(male-killing),如在非洲的一種斑蛺蝶Acraea endedon和二星瓢蟲Adalia bipunctata中,由于Wolbachia的作用,雄蟲在發(fā)育過程中死亡。
　　 同Wolbachia一樣,Cardinium也是通過母體遺傳的內(nèi)

3、寄生微生物。因?yàn)殚L(zhǎng)期以來,Wolbachia一直被認(rèn)為是唯一能夠?qū)闹魃匙饔卯a(chǎn)生各種影響的寄生微生物。自從Cardinium被發(fā)現(xiàn)以來,這幾年的研究已經(jīng)證實(shí)它能引起由Wolbachia對(duì)寄主生殖產(chǎn)生的四種操控作用中的三種(細(xì)胞質(zhì)不融合、雌性化和孤雌生殖)。這些能夠進(jìn)行生殖操控的寄生菌將為害蟲的生物防治提供一條嶄新的途徑,并且有可能在多種蟲媒傳播的動(dòng)植物疾病的防治上應(yīng)用。
　　 本文利用分子生物學(xué)方法,通過實(shí)時(shí)定量PCR測(cè)定葉螨

4、體內(nèi)感染的Wolbachia和Cardinium的密度,總結(jié)出了這兩種共生菌在朱砂葉螨和二斑葉螨生長(zhǎng)發(fā)育過程中的密度變化,可以推測(cè)出共生菌的密度和寄主的生殖存在一定的關(guān)系。我們還比較了Wolbachia在朱砂葉螨和二斑葉螨中密度的差異,發(fā)現(xiàn)Wolibachia在二斑葉螨中的密度要明顯高于其在朱砂葉螨中的密度。另外,我們還從同時(shí)感染這兩種共生菌的種群入手,比較Wolbachia和Cardinium在同一個(gè)蟲體內(nèi)密度的差異,發(fā)現(xiàn)Cardin

5、ium在共存時(shí)的密度要高于其單獨(dú)存在時(shí)的密度,也高于共存的Wolbachia的密度。如果寄主體內(nèi)的這兩種共生菌存在某種競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,我們可以推測(cè)Cardinium在競(jìng)爭(zhēng)中更占優(yōu)勢(shì)。
　　 一、試驗(yàn)材料的選擇和飼養(yǎng)
　　 在實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)的種群中選擇較有代表性朱砂葉螨和二斑葉螨,江蘇鎮(zhèn)江的朱砂葉螨,遼寧興城和江蘇徐州的二斑葉螨。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用隔水法在菜豆(Phaseolus vulgarisL.)葉片上進(jìn)行恒溫恒濕隔離飼養(yǎng),飼養(yǎng)條件

6、為25±1℃,L16:D8,相對(duì)濕度60％。
　　 二、實(shí)時(shí)定量PCR測(cè)定朱砂葉螨個(gè)體不同發(fā)育時(shí)期的Wolbachia密度變化
　　 根據(jù)序列號(hào)為DQ016532的wsp基因設(shè)計(jì)一對(duì)特異性引物檢測(cè)江蘇鎮(zhèn)江地理種群的不同發(fā)育時(shí)期的單頭蟲體的Wolbachia密度的變化。在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育的過程中,葉螨體內(nèi)的Wolbachia密度不斷上升,對(duì)于相同發(fā)育階段的朱砂葉螨,雌蟲所含Wolbachia的密度明顯高于雄蟲,且單感染W(wǎng)olb

7、achia蟲體的Wolbachia密度要高于同時(shí)感染W(wǎng)olbachia和Cardinium的蟲體的Wolbachia密度。
　　 三、實(shí)時(shí)定量PCR測(cè)定朱砂葉螨個(gè)體不同發(fā)育時(shí)期的Cardinium密度變化
　　 根據(jù)Cardinium共生菌的16S rDNA基因序列我們?cè)O(shè)計(jì)了一對(duì)特異性引物來定量檢測(cè)Cardinium在江蘇鎮(zhèn)江地理種群朱砂葉螨個(gè)體內(nèi)的密度。和Wolbachia相同的是,在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育的過程中,葉螨體內(nèi)的W

8、olbachia密度不斷上升,對(duì)于相同發(fā)育階段的朱砂葉螨,雌蟲體內(nèi)Cardinium的密度明顯高于雄蟲；和Wolbachia不同的是,單感染Cardinium的蟲體的Cardinium密度要低于同時(shí)感染W(wǎng)olbachia和Cardinium的蟲體的Cardinium密度。
　　 四、實(shí)時(shí)定量PCR測(cè)定二斑葉螨個(gè)體不同發(fā)育時(shí)期的Wolbachia密度變化
　　 使用設(shè)計(jì)好的一對(duì)特異性引物定量檢測(cè)Wolbachia在二斑葉螨

9、個(gè)體內(nèi)的密度,在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育的過程中,葉螨體內(nèi)的Wolbachia密度不斷上升,對(duì)于相同發(fā)育時(shí)期的二斑葉螨,雌蟲體內(nèi)Wolbachia的密度明顯高于雄蟲,但是比較二斑葉螨兩個(gè)地理種群中,相同發(fā)育時(shí)期單頭葉螨體內(nèi)共生菌的密度,結(jié)果并無明顯差異。
　　 對(duì)于相同發(fā)育時(shí)期個(gè)體,二斑葉螨體內(nèi)Wolbachia的密度明顯高于朱砂葉螨,甚至二斑葉螨雄蟲體內(nèi)Wolbachia的密度都高于單感染或者雙感染朱砂葉螨的Wolbachia的密度,說明