赤眼蜂实验室种群的Wolbachia感染率及其多样性研究

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赤眼蜂Trichogramma是现代农林害虫生物防治的重要天敌昆虫。赤眼蜂的性别决定是根据其体内含有的染色体倍数决定的,通过孤雌产雄(单倍体,n=5)、两性生殖和孤雌产雌产雌(双倍体,2n=10)的方式繁育后代。α-变形菌纲中的胞内共生菌立克氏体细菌Wolbachia通过在节肢动物物种的种群中垂直传播,在不同的物种中水平传播调控宿主生殖方式,导致宿主的胞质不相容、诱导孤雌生殖、导致雄性基因的雌性化、雄性致死、增强繁殖力与生殖力。Wolbachia对赤眼蜂的感染通过对赤眼蜂的生殖调控影响着生物防治效果。本论文基于形态特征、核糖体第二插入间隔区(Internally Transcribed Spacer 2,ITS2)序列分析,对实验室保存的10种赤眼蜂共33个种群进行物种鉴定。检查了这些赤眼蜂种群的Wolbachia感染情况,并确定了感染Wolbachia的赤眼蜂种群的后代性比。基于多位点序列分型(Multilocus Sequence Typing,MLST)对检测到的Wolbachia进行了同源性分析并构建了系统发育树,获得如下结果:1、除螟黄赤眼蜂(T.chilonis)的其中一个种群(T.ch2)没感染Wolbachia外,其它种群都不同程度地感染了Wolbachia,感染率最低为4.29%,最高为100%;相对应的雌雄比率最低为54%,最高为100%。赤眼蜂种群中Wolbachia感染率与其雌雄比例的相关系数r=0.4091,表明两者之间并不相关。2、所观察的3种赤眼蜂:短管赤眼蜂(T.pretiosum,T.pr)、卷蛾赤眼蜂(T.cacoeciae,T.ca)、食胚赤眼蜂(T.embryophagum,T.em)的7个种群具有孤雌产雌的生殖方式。其中短管赤眼蜂具有100%的Wolbachia感染率外,且其Wolbachia与寄主米蛾卵上的不同;其他两个种的4个实验室种群T.ca1、T.em1、T.sp1和T.sp2的Wolbachia感染率低于50%,其带有的Wolbachia与寄主米蛾卵上的Wolbachia一致。表明卷蛾赤眼蜂和食胚赤眼蜂的孤雌产雌生殖方式与Wolbachia无关,这些孤雌产雌的赤眼蜂个体可能具有其它的生殖调控方式。3、对赤眼蜂上的Wolbachia进行了编码16S rRNA的基因,Wolbachia表面蛋白基因(Wolbachia surface protein gene,wsp)和MLST(五个基因gatB、coxA、hcpA、ftsZ和fbpA的多位点序列分型)的序列分析,并构建了系统发育树,结果表明赤眼蜂实验室种群所感染的Wolbachia均属于超群B,且大部分序列与用于养殖赤眼蜂的米蛾卵上的Wolbachia一致或高度相似,菌株之间的DNA序列差异非常小,暗示在赤眼蜂实验室种群保种养殖中,Wolbachia可能从寄主米蛾卵水平传递至赤眼蜂。本论文所获得的实验结果为赤眼蜂实验室种群的生殖方式及其与Wolbachia之间的关系提供了基础数据,所检测到的米蛾卵与赤眼蜂之间可能的Wolbachia水平传播为赤眼蜂研究提出了新的课题,具有重要的理论意义。
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