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烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)属半翅目Hemiptera粉虱科Aleyrodidae小粉虱属Bemisia,是一种世界性分布的重大农林业害虫,也是由多个隐种构成的复合种。其寄主范围广泛,可通过取食植物汁液、分泌蜜露进而诱发植物霉污病、传播植物病毒等多种方式对农林业生产造成严重危害。本文以AsiaⅡ7(Cv型)和AsiaⅡ1等土著烟粉虱隐种为研究对象,以研究其感染的内共生菌生殖调控功能为中轴线,利用PCR、定量PCR、荧光原位杂交(FISH)等技术,结合生态学试验研究烟粉虱AsiaⅡ7隐种内共生菌Wolbachia、Cardinium的生殖调控功能及互作关系,烟粉虱AsiaⅡ1隐种内共生菌Wolbachia的生殖调控功能、共生菌Wolbachia和Rickettsia在烟粉虱不同时间卵中的含量与位置动态变化规律等内容。本文主要研究结果如下:1.四种土著烟粉虱隐种内共生菌Wolbachia MLST和系统发育分析利用PCR技术检测了土著烟粉虱AsiaⅠ、AsiaⅡ1、AsiaⅡ7和China 2隐种体内共生菌Wolbachia感染状态。结果表明,四种土著烟粉虱隐种体内均感染有共生菌Wolbachia;通过MLST分析,明确了烟粉虱AsiaⅠ、AsiaⅡ7和China 2隐种Wolbachia序列型(ST)为378,而烟粉虱AsiaⅡ1隐种Wolbachia序列型(ST)为377;通过wsp基因和MLST多基因系统发育分析表明四种烟粉虱隐种所感染Wolbachia均属于B大组,并预测其感染共生菌Wolbachia能够诱导宿主CI。2.烟粉虱AsiaⅡ7与AsiaⅡ1隐种体内共生菌种类测定利用PCR对烟粉虱AsiaⅡ7和AsiaⅡ1隐种种群感染共生菌的种类进行了检测,结果表明,除原生共生菌Portiera外,烟粉虱AsiaⅡ7隐种体内感染有共生菌Cardinium、Wolbachia、Hemipteriphilus和Fritschea,其中Cardinium、Wolbachia与Hemipteriphilus感染率为100%。而烟粉虱AsiaⅡ1隐种体内感染次生共生菌Rickettsia、Wolbachia、Hemipteriphilus和Fritschea,其中Rickettsia和Hemipteriphilus的感染率为100%,而Wolbachia和Fritschea的平均感染率分别为68.3%和38.3%,且雌性感染率大于雄性。3.烟粉虱AsiaⅡ7隐种不同共生菌感染种群的建立借助PCR技术,通过对烟粉虱AsiaⅡ7隐种单对筛选饲养,建立了两个Wolbachia与Cardinium共感染种群(ICWH和ICWL);通过利福平处理与单对筛选饲养相结合的方法建立烟粉虱AsiaⅡ7隐种单一感染共生菌Wolbachia实验室种群(IW)和未感染共生菌实验室种群(IU)。q PCR与FISH技术的检测结果表明,ICWH种群和IW种群的雌雄个体均感染有共生菌Wolbachia,而共生菌Cardinium仅在ICWH种群的雌雄个体中检测到,IU种群雌雄个体内均未检测到共生菌Wolbachia与Cardinium。在ICWH和ICWL种群内共生菌Wolbachia浓度雄性高于雌性,但共生菌Cardinium浓度为雌性高于雄性;FISH检测结果同时表明,共生菌Wolbachia在I CWH种群和IW种群若虫与成虫内都呈现“局限型”分布,共生菌Cardinium在ICWH种群内也为“局限型”分布。同时,共生菌Wolbachia与Cardinium在种群内均保持100%的母系遗传率。4.不同共生菌感染对烟粉虱生殖生物学的影响烟粉虱AsiaⅡ7隐种ICWH、IW与IU种群单头雌性孤雌生殖试验结果表明,随着共生菌感染种类的增加,单头烟粉虱产卵数、胚胎死亡数和雄性后代数量下降,而ICWH种群若虫死亡率显著高于IW与IU种群;烟粉虱ICWH、IW与IU种群单对种内自交生殖试验结果表明,随着共生菌感染种类的增加,烟粉虱产卵数、胚胎死亡数及若虫死亡数增加,烟粉虱ICWH种群雄性后代显著低于IW与IU种群,而雌性后代和雌性比显著高于IW与IU种群。5.烟粉虱AsiaⅡ7隐种共生菌Cardinium诱导烟粉虱杀雄利用q PCR检测AsiaⅡ7隐种ICWH与ICWL两个种群体内共生菌浓度结果表明,ICWH与ICWL种群雌雄个体间共生菌Wolbachia浓度差异不显著,而共生菌Cardinium浓度ICWH种群显著高于ICWL种群。ICWH与ICWL种群孤雌生殖的结果表明,烟粉虱ICWH种群单头孤雌生殖若虫死亡数显著高于ICWL种群。同时ICWH与ICWL种群种内自交试验结果表明,两个种群单雌产卵量差异不显著,但ICWH种群单对种内自交后代若虫死亡数、雌性后代及雌性比数显著高于ICWL种群,而雄性后代数显著低ICWL种群。以上试验结果表明,随着共生菌Cardinium浓度的升高,烟粉虱若虫死亡率,雌性后代数量及雌性比增加,雄性后代数量下降,共生菌Cardinium具有杀雄功能。6.烟粉虱AsiaⅡ7隐种共生菌Wolbachia诱导CI功能烟粉虱AsiaⅡ7隐种ICWH,IW种群与IU种群的杂交试验结果表明,与对照组(♀IU×♂IU)相比,IW种群不相容交配组(♀IU×♂IW)产卵量显著下降,胚胎死亡率和若虫死亡率显著上升,后代总数、后代雌性数和雌性比显著下降。ICWH种群不相容交配组(♀IU×♂ICWH)若虫死亡率与后代雌性比显著下降。以上结果表明,烟粉虱ICWH与IW种群感染共生菌Wolbachia都能引起后代性比改变,具有生殖调控作用,计算得知ICWH与IW种群感染共生菌Wolbachia引起CI水平分别为:63.55%和11.42%。7.共生菌Cardinium和Wolbachia互作对Wolbachia诱导CI水平的影响通过比较烟粉虱AsiaⅡ7隐种ICWH与IW种群不相容交配组(♀IU×♂ICWH,♀IU×♂IW)的生物学参数得知,ICWH种群不相容交配组合的产卵量、雄性后代数、雌性后代数与总后代数显著高于IW种群不相容交配组,但ICWH种群不相容交配组胚胎死亡率、若虫死亡率、CI水平与CI引起的胚后死亡率显著高于IW种群不相容交配组。以上结果表明,具有杀雄功能的共生菌Cardinium与Wolbachia互作导致共生菌Wolbachia诱导CI水平降低。同时,Cardinium诱导杀雄与Wolbachia(ICWH与IW种群)诱导CI都会导致后代若虫死亡率的增加,但共生菌Cardinium诱导杀雄导致后代雌性比上升,而共生菌Wolbachia诱导CI都导致后代雌性比下降,因此共生菌Cardinium诱导杀雄与共生菌Wolbachia诱导CI互作具有拮抗作用。8.烟粉虱AsiaⅡ1隐种共生菌Wolbachia诱导CI利用单对筛选饲养方法建立烟粉虱AsiaⅡ7隐种IR和IRW种群,利用q PCR检测共生菌浓度表明,IR和IRW种群雌雄个体间共生菌Rickettsia浓度差异不显著,而共生菌Wolbachia浓度IRW种群雌雄个体显著高于IR种群。通过IR种群与IRW种群交配试验生物学参数表明,与对照组(♀IR×♂IR)相比,不相容交配组(♀IR×♂IWR)产卵量和雌性比显著下降,胚胎死亡率和若虫死亡率显著上升。以上结果表明,烟粉虱IWR种群感染共生菌Wolbachia都能引起后代性比改变,具有生殖调控作用,其诱导CI水平为48.72%。9.共生菌Wolbachia与Rickettsia在不同时间卵中含量及位置动态变化利用q PCR和FISH技术研究了烟粉虱AsiaⅡ1隐种共生菌Wolbachia和Rickettsia在不同时间卵中含量与位置变化规律。试验结果表明,烟粉虱3-120 h卵共生菌含量变化呈现“W”型,无论是原生共生菌Portiera还是次生共生菌Wolbachia与Rickettsia含量,都经历“下降-上升-下降-上升”的变化过程,其中共生菌(Portiera,Wolbachia和Rickettsia)含量在3 h卵中最高,在9 h卵中含量最低。共生菌在卵中的位置为从卵柄转移至卵基部、然后从卵基部向卵端部移动,最终回到卵中部的位置变化过程。