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

1、Wolbachia(沃爾巴克氏體)是一類呈母性遺傳的細胞內(nèi)共生菌,這類細菌能夠引發(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物中,Wolbachia改變宿主正常的性別決定機制,讓本該發(fā)育為雄蟲的個體發(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。因為長期以來,Wolbachia一直被認為是唯一能夠?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)證實它能引起由Wolbachia對寄主生殖產(chǎn)生的四種操控作用中的三種(細胞質(zhì)不融合、雌性化和孤雌生殖)。這些能夠進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植物疾病的防治上應用。
　　 本文利用分子生物學方法,通過實時定量PCR測定葉螨

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發(fā)育過程中的密度變化,可以推測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,我們還從同時感染這兩種共生菌的種群入手,比較Wolbachia和Cardinium在同一個蟲體內(nèi)密度的差異,發(fā)現(xiàn)Cardin

5、ium在共存時的密度要高于其單獨存在時的密度,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爭機制,我們可以推測Cardinium在競爭中更占優(yōu)勢。
　　 一、試驗材料的選擇和飼養(yǎng)
　　 在實驗室飼養(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。實驗室內(nèi)采用隔水法在菜豆(Phaseolus vulgarisL.)葉片上進行恒溫恒濕隔離飼養(yǎng),飼養(yǎng)條件

6、為25±1℃,L16:D8,相對濕度60％。
　　 二、實時定量PCR測定朱砂葉螨個體不同發(fā)育時期的Wolbachia密度變化
　　 根據(jù)序列號為DQ016532的wsp基因設計一對特異性引物檢測江蘇鎮(zhèn)江地理種群的不同發(fā)育時期的單頭蟲體的Wolbachia密度的變化。在整個生長發(fā)育的過程中,葉螨體內(nèi)的Wolbachia密度不斷上升,對于相同發(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密度要高于同時感染W(wǎng)olbachia和Cardinium的蟲體的Wolbachia密度。
　　 三、實時定量PCR測定朱砂葉螨個體不同發(fā)育時期的Cardinium密度變化
　　 根據(jù)Cardinium共生菌的16S rDNA基因序列我們設計了一對特異性引物來定量檢測Cardinium在江蘇鎮(zhèn)江地理種群朱砂葉螨個體內(nèi)的密度。和Wolbachia相同的是,在整個生長發(fā)育的過程中,葉螨體內(nèi)的W

8、olbachia密度不斷上升,對于相同發(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密度要低于同時感染W(wǎng)olbachia和Cardinium的蟲體的Cardinium密度。
　　 四、實時定量PCR測定二斑葉螨個體不同發(fā)育時期的Wolbachia密度變化
　　 使用設計好的一對特異性引物定量檢測Wolbachia在二斑葉螨

9、個體內(nèi)的密度,在整個生長發(fā)育的過程中,葉螨體內(nèi)的Wolbachia密度不斷上升,對于相同發(fā)育時期的二斑葉螨,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地理種群中,相同發(fā)育時期單頭葉螨體內(nèi)共生菌的密度,結(jié)果并無明顯差異。
　　 對于相同發(fā)育時期個體,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