沃尔巴克氏体（Wolbachia pipientis）是变形菌门,立克次氏体目,α亚目的一种母系遗传的胞内共生菌。沃尔巴克氏体在自然界中广泛分布,可感染多种无脊椎动物,在昆虫、线虫、甲壳动物和螨类中均有分布。Wolbachia主要对宿主的生殖进行调控,包括诱导胞质不融合（Cytoplasmic Incompatibility,CI）、孤雌生殖（Parthenogenesis Inducing,PI）、雌性化（Feminization,FEM）和杀雄（Male Killing,MK）。彩灰翅夜蛾（Spodoptera picta）广泛分布于东南亚及西太平洋,是以文殊兰为食的寡食性昆虫,与多食性的斜纹夜蛾（Spodoptera litura）同为夜蛾科害虫。彩灰翅夜蛾约在三百万年前与斜纹夜蛾发生种系分离。目前,Wolbachia的研究多集中于果蝇、寄生蜂和蚊子等模式生物,而在鳞翅目昆虫中相对匮乏。因此,本研究从基因组学、进化和遗传学等角度对彩灰翅夜蛾共生菌Wolbachia进行探究与解析为农业害虫防治提供了参考。全文结果如下:1.彩灰翅夜蛾Wolbachia基因组解析采用三代Nanopore测序平台对彩灰翅夜蛾Wolbachia进行全基因组测序,得到长度约为1.3 M的完整基因组,测序深度约500×。共注释到1065个蛋白编码基因,145个假基因、锚蛋白重复（Ankyrin repeat,ANK）、IV型分泌系统（Type IV secretion system,T4SS）、插入序列（Insertion sequence,IS）和WO噬菌体基因。彩灰翅夜蛾Wolbachia的多位点序列分型（MultiLocus Sequence Typing,MLST）显示,该株系属于B超群（Supergroup）,序列型（Squence type,ST）是579,命名为Spic＿B。KEGG注释发现Spic＿B有较完整的能量代谢通路,包括TCA循环、糖酵解糖异生、嘌呤嘧啶合成等,但是缺少完整的氨基酸合成途径,暗示Spic＿B需要宿主提供氨基酸以供自身所需。2.Spic＿B的进化及比较基因组分析在全基因组水平上将Spic＿B与另外34个株系进行系统发育分析,结果显示Spic＿B与赤眼蜂的Wolbachia w Tpre株系亲缘关系最近,而与鳞翅目Wolbachia株系亲缘关系较远。宿主与共生菌的进化方向一致,但是Spic＿B没有与其他鳞翅目Wolbachia聚为一支。推测Spic＿B可能是通过水平转移感染彩灰翅夜蛾的。对Spic＿B,w Tpre和另外3个来自鳞翅目昆虫的Wolbachia株系w Bol1-b、Ob＿Wba、w Aus进行宿主-共生菌共进化分析,发现宿主与共生菌的系统发育树拓扑结构不一致,Spic＿B从w Tpre的分支发生了转移,推测寄生蜂可能在过去某一时间节点寄生到彩灰翅夜蛾体内。将Spic＿B与w Tpre基因组进行比较分析,发现二者有较高的共线性关系,发生了大区域的倒位和基因组重排现象。直系同源分析表明,有760个直系同源群同时存在于这两个株系当中,Spic＿B有147个特异的蛋白,w Tpre有65个特异蛋白,这些特异蛋白多属于转座酶、IS元件和噬菌体蛋白等。这些特异蛋白可能是导致二者基因组大小差异及影响Wolbachia与宿主之间相互作用的原因。3.彩灰翅夜蛾Wolbachia对宿主生殖的影响提取300头彩灰翅夜蛾基因组进行检测,发现Wolbachia感染率几乎为100%。Wolbachia可通过胞质不融合、杀雄、孤雌生殖和雌性化等四种方式影响宿主的生殖。于是设计实验逐一检测彩灰翅夜蛾中Wolbachia对生殖的影响方式,共统计了6代,每代100头。胞质不融合是这未感染的雌性与感染Wolbachia的雄性交配时后代出现致死表型。实验结果发现,诱导胞质不融合产生的两个基因cif A和cif B在Spic＿B中是假基因,因此,Spic＿B无法诱导胞质不融合。杀雄和雌性化必然会导致后代中雌性比例升高,而本实验统计性别比发现始终维持在1:1左右,所以Spic＿B也不具备诱导杀雄和雌性化的能力。孤雌生殖是雌性在未受精的情况下可产生后代,本实验将未受精的雌蛾单独饲养,发现产卵量显著低于对照组,卵无法孵化,因此Spic＿B无法诱导孤雌生殖。解剖观察去除Wolbachia之后的雌蛾卵巢,发现与正常雌蛾卵巢相比,四环素处理组的雌蛾卵巢发生萎缩。四环素处理组的雌蛾产卵量显著低于对照组雌蛾,但是孵化率无明显差异,可产生可育后代。提取个组卵巢RNA进行转录组分析,结果显示与对照组相比,鉴定到765个差异表达基因,其中364个上调基因和401个下调基因。KEGG通路富集发现,差异基因主要富集在昆虫激素合成、糖代谢、卟啉代谢、P450解毒等途径,推测Spic＿B可能主要通过调节激素合成、能量代谢、细胞周期和细胞信号传导等途径从而影响了卵巢发育。