蝉科昆虫具有刺吸式口器,若虫和成虫均以植物木质部汁液为食。木质部汁液中的碳水化合物、氨基酸和维生素等含量极低,营养成分极度不均衡。在长期的进化过程中,蝉科昆虫与体内的细菌形成密切的共生关系,并通过共生菌获得营养代谢和生长发育所必须的部分营养物质。共生菌与寄主协同进化,能够影响寄主种群扩张和物种分化。蝉科昆虫的内共生菌通常存在于体内特殊的器官——贮菌体。截至目前,关于蝉科同一物种不同地理种群、不同发育阶段的贮菌体和生殖器官的共生菌多样性研究较少,相关的细菌群落组成也不清楚。鉴于此,本文采用16S rRNA高通量测序技术对枯蝉Subpsaltria yangi Chen两个地理种群和不同发育阶段的蒙古寒蝉Meimuna mongolica(Distant)贮菌体、卵巢、精巢、卵的细菌多样性进行了研究,并对其解剖结构进行形态学观察,主要研究结果如下。(1)分布于宁夏贺兰山和陕西韩城的两个枯蝉种群,生活环境及寄主植物都不同。形态学研究表明这两个种群的贮菌体及生殖器官没有差别。韩城种群的贮菌体和生殖器官细菌多样性明显高于贺兰山种群,两个种群均以精巢的细菌多样性最高。专性共生菌Sulcia muelleri分布在贮菌体和生殖器官中,是贮菌体及卵巢的优势菌(平均相对丰度均大于85%),也是卵的优势菌,这进一步表明该共生菌在寄主昆虫间为垂直传播。存在于部分其他蝉科昆虫体内的专性共生菌Hodgkinia cicadicola在枯蝉中并未发现,但枯蝉体内存在另一种根瘤菌目Rhizobiales细菌,其与Hodgkinia cicadicola的同源性达到81%,或为一种新共生菌。该发现为进一步研究Candidatus Hodgkinia及相关内共生菌与蝉科昆虫的协同进化关系提供了重要信息。(2)蒙古寒蝉随着龄期的增长,贮菌体单元的数目逐渐增加,性成熟时达到最多。末龄(5龄)若虫开始分化出可见的卵巢或精巢,并随着龄期的增长逐渐发育成熟。蒙古寒蝉生殖器官的细菌多样性显著高于贮菌体的细菌多样性。贮菌体和卵的细菌群落主要以专性共生菌Sulcia muelleri为主(平均相对丰度均大于85%),但其含量在各个发育阶段差异不显著。在生殖器官中,从末龄若虫开始到成虫性成熟,Sulcia muelleri的含量逐渐升高。存在于部分其他蝉科昆虫体内的专性共生菌Hodgkinia cicadicola在蒙古寒蝉中也未检测到,但检测到一种虫原体目Entomoplasmatales的螺原体Spiroplasma sp.,该菌分布在贮菌体、卵巢和精巢中,是生殖器官中的优势菌。螺原体是否作为一种新的共生菌取代了Hodgkinia,还需要进一步验证。(3)本研究结果表明,蝉科昆虫同一物种的不同地理种群体内共生菌种类和含量没有显著差异,但生殖器官中的细菌群落存在差异,可能与寄主昆虫的生境、取食的植物及潜在的进化有关。不同发育时期的同种蝉科昆虫共生菌差异不明显。在蝉科昆虫中,初级共生菌Sulcia muelleri是从亲代到子代垂直传播的,并在生殖器官刚开始形成的时候就从贮菌体发生转移。共生菌Hodgkinia cicadicola在枯蝉和蒙古寒蝉中均未检测到,可能在进化过程中发生丢失或被其他共生菌替代。