三色书虱Liposcelis tricolor和嗜卷书虱L．bostrychophila属于虱啮目Psopotera、书虱科Liposcelididae、书虱属Liposcelis，是重要的储藏物害虫。Wolbachia与Cardinium是广泛存在于节肢动物体内的两种共生细菌，它们均可通过宿主卵的细胞质进行母系遗传。这两类共生细菌都可以通过诱导宿主的胞质不亲和、诱导孤雌生殖、遗传雄性的雌性化、杀雄（雄性胚胎致死）等生殖调控作用实现其在宿主种群中的稳定存在和扩散。本学位论文以三色书虱和嗜卷书虱为对象，通过Long PCR和hemi-nested PCR的方法分别对书虱体内共生的Wolbachia和Cardinium进行检测，以明确这两种共生细菌在书虱种群中的感染情况，进而结合分子生物学和生态学的方法研究这两种共生细菌对书虱的生殖调控作用。研究结果对于丰富共生细菌与其宿主间的协同进化、互惠共生等关系提供基础资料，同时为利用共生细菌对害虫进行种群控制提供有力的理论依据。本项研究得到了国家自然科学基金（30471173）的资助。通过近4年的研究，获得了以下主要研究结果：1书虱体内Wolbachia与Cardinium的分子检测1．1书虱体内Wolbachia的分子检测对7个种12个地理种群的书虱体内共生Wolbachia的情况进行了Long PCR检测。结果从三色书虱山东菏泽地理种群体内扩增出Wolbachia wsp基因的特异性片段。进一步对该片段进行测序，得到一条605bp的核酸序列。将该序列在GenBank中通过BLAST比对，证实该序列为Wolbachia wsp基因的核酸序列。通过PHYLIP3.6a软件分析，构建了不同宿主体内Wolbachia的系统发育树，该系统树的托普结构表明三色书虱体的Wolbachia属于B亚群而且与库蚊和伊蚊体内所共生的Wolbachia Pip有较近的亲缘关系。1．2书虱体内Cardinium的分子检测对嗜卷书虱体内共生Cardinium的情况进行了Hemi-nested PCR检测。结果从嗜卷书虱陕西西安、重庆铜梁和河南郑州三个地理种群体内扩增出Cardinium的16S rDNA基因。通过克隆测序分别获得三条1462bp的核酸序列，GenBank中BLAST比对结果证明该序列为Cardinium 16S rDNA基因序列。通过PHYLIP3.6a软件分析，构建了不同宿主体内Cardinium的系统发育树，该系统树的托普结构表明嗜卷书虱三个地理种群体内共生的Cardinium聚集在一起，其中嗜卷书虱重庆铜梁和河南郑州两个种群体内共生的Cardinium之间有更近的进化关系。嗜卷书虱三个地理种群体内的Cardinium与棘阿米巴属寄生虫体内的共生菌之间有较近的进化关系。2温度对三色书虱发育繁殖的影响三色书虱是中国的新记录种，目前国内外还没有关于三色书虱生物生态学方面的研究报道。本研究共设计20、22.5、25、27.5、30、32.5、35和37.5℃8个温度梯度，在75-80％的相对湿度以及全黑暗条件下。通过比较三色书虱在不同温度条件下的发育速率、存活率、内禀增长率、平均发育时间、世代时间、种群翻倍时间等生命参数以明确三色书虱在不同温度条件下的发生发展规律。为进一步研究Wolbachia与三色书虱之间的相互关系奠定基础。2．1不同温度下三色书虱的生长发育和繁殖情况在供试的温度（20-37.5℃）范围内，温度为37.5℃时三色书虱不能完成世代发育。在20-35℃之间，随着温度的升高三色书虱的卵、若虫及世代发育历期逐渐缩短，亦即发育速率逐渐增快；但在35℃高温条件下三色书虱未成熟期的发育速率有所降低。在供试温度范围内，三色书虱卵的存活率以30℃条件下最高，若虫的存活率以27.5℃下最高；各虫态比较而言，卵及一龄若虫期存活率对温度的变化表现相对敏感。三色书虱的产卵量较大、产卵历期较长。每雌产卵量在27.5℃下最大为53.91粒，在35℃下最少为17.58粒：成虫寿命在20℃下最长为262.15天，在35℃下最短，仅为67.37天。2．2不同温度下三色书虱生命表分析通过组建三色书虱实验种群特定年龄生命表和特定时间繁殖特征生命表，明确了三色书虱种群生命参数与温度间的关系。在供试的7种温度条件下，三色书虱实验种群的内禀增长率（r_m）在30℃时最大（0.0367），该温度下相对应的种群翻倍时间最短（18.89天）。种群趋势指数（I）和净增值率（R₀）在27.5℃时最大（22.17和19.55）。不同温度条件下三色书虱种群的存活曲线均可用Weibull频率分布函数拟合，从拟合模型的形状参数c值可以判断出在温度为30℃时种群的l_x曲线属DeeveyⅠ型曲线，即绝大多数个体能实现其平均寿命；而在其他温度条件下均属于DeeveyⅢ型曲线，即在这些温度条件下三色书虱卵及低龄若虫期的死亡率较高。3 Wolbachia对三色书虱发育和繁殖的影响通过抗生素处理可消除三色书虱体内的共生细菌，以获得没有Wolbachia共生的三色书虱品系(♀^w-、♂^w-)，通过与有Wolbachia品系(♀^w+、♂^w+)间的杂交试验初步探讨Wolbachia对三色书虱生殖的影响。在此基础上进一步比较消除Wolbachia后三色书虱第一代和第二代的平均发育速率、存活率、种群内禀增长率等生命参数的变化，从生物学的角度系统阐明Wolbachia对三色书虱发育和繁殖的影响。3．1三色书虱体内Wolbachia的消除采用含1％、0.3％和0.03％利福平的饲料喂食三色书虱30天后，通过Long PCR检测Wolbachia的消除情况。结果表明30天后1％利福平处理可成功消除三色书虱体内的Wolbachia，而含0.3％和0.03％利福平的饲料30天内未能完全消除三色书虱体内的Wolbachia。3．2不同三色书虱品系间的杂交研究共设置四组杂交试验：♀^w+×♂^w+、♀^w-×♂^w+、♀^w+×♂^w-和♀^w-×♂^w-，连续观察60天。根据细胞质不亲和的理论，杂交♀^w-×♂^w+不能产卵或所产的卵不能正常孵化。本试验中该杂交组在60天内每头雌虫的平均产卵量为25.89粒，且显著高于♀^w-×♂^w-的产卵量（8.23粒），说明三色书虱共生的Wolbachia不能诱导宿主细胞质不亲和。另外，♀^w+×♂^w-与♀^w-×♂^w+的产卵量之间没有显著性差异，但均显著低于♀^w+×♂^w+的平均产卵量，说明三色书虱体内Wolbachia的消除导致该虫繁殖能力下降，只有当雌雄个体同时被Wolbachia共生才能达到最强的繁殖能力。3．3消除Wolbachia后三色书虱F₁、F₂代的生态适合度为了进一步明确三色书虱与Wolbachia之间的关系，对消除Wolbachia后的三色书虱进行连续两代的观察。结果表明：当三色书虱感染有Wolbachia时种群的内禀增长率（r_m）最高，这主要是由于该种群各未成熟虫态的发育速率较快，存活率较高，产卵历期较长，产卵率较高所致。消除Wolbachia后三色书虱F₁和F₂代成虫的产卵前期明显延长，未成熟期各虫态的存活率显著降低，同时成虫的产卵历期和寿命显著缩短，导致其r_m下降。以r_m为基准相对于对照消除Wolbachia后F₁和F₂的生态适合度分别为0.45和0.27。4 Cardinium对嗜卷书虱发育和繁殖的影响4．1嗜卷书虱体内Cardinium的消除嗜卷书虱行孤雌生殖，采用含1％利福平的饲料喂食嗜卷书虱30天后，通过PCR检测成功消除了嗜卷书虱体内的Cardinium。连续两代的观察未发现嗜卷书虱种群中有可遗传的雄性个体出现。4．2消除Cardinium后嗜卷书虱F₁、F₂代的生态适合度为了进一步明确嗜卷书虱与Cardinium之间的关系，对消除Cardinium后的嗜卷书虱进行连续两代的观察。结果表明：当嗜卷书虱感染有Cardinium时种群的内禀增长率（r_m）最高，这主要是由于该种群各未成熟虫态的发育速率较快，存活率较高，产卵率较高所致。消除Cardinium后嗜卷书虱F₁和F₂代成虫的产卵前期明显延长，未成熟期的存活率显著降低，导致其r_m下降。以r_m为基准相对于对照消除Cardinium后F₁和F₂的生态适合度分别为0.91和0.74。