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微孢子虫(Microsporidia)是一类广泛存在的、专性细胞内寄生的单细胞真核寄生物。微孢子虫可以侵染400种以上的昆虫,几乎整个昆虫纲的各个目的昆虫均有发现微孢子虫寄生。由于大多数昆虫微孢子虫具有水平传播和垂直传播这一特点,使其作为一种生防因子越来越受到重视。昆虫微孢子虫种类庞大、交叉感染复杂,使微孢子虫在组织形态、生理生化和分子生物学特性等各个方面呈现了生物多样性。微孢子虫在转寄主后发生的形态以及分子水平上的变异是否会影响其在害虫生物应用防治中的安全性尚无定论,因此全面地探讨微孢子虫对昆虫的致病性及其转寄主后的变异尤为重要。柞蚕微孢子虫(Nosema pernyi)是一种不直接侵染家蚕的昆虫微孢子虫,其转寄主繁殖后的柞蚕微孢子虫是否会侵染家蚕则未见详细的报道。本论文在实验室水平对柞蚕微孢子虫寄生虫谱进行了初步的筛查,并从柞蚕微孢子虫对甜菜夜蛾的致病力和生长发育的影响以及甜菜夜蛾感染柞蚕微孢子虫后的生理生化等方面进行了研究分析;同时从寄主范围、外部形态和超微结构以及ITS四各个方面探讨了柞蚕微孢子虫转寄主感染甜菜夜蛾后的遗传变异情况,以期为开发利用柞蚕微孢子虫作为生物杀虫剂提供安全性评估的实验参考。本论文的研究结果主要有:
(1)柞蚕微孢子虫对甜菜夜蛾的毒力测定结果表明,柞蚕微孢子虫对甜菜夜蛾三齿拿幼虫的LC50为5.22×103个/mL,随着添食微孢子虫浓度的增加其半致死天数而降低。柞蚕微孢虫对不同日龄的甜菜夜蛾生长发育有明显的差异,随着甜菜夜蛾日龄的增加,其感染率逐渐下降。感染柞蚕微孢子虫的甜菜夜蛾的典型症状为虫发育不齐,蛹的重量降低、蛹体壁颜色加深,成虫寿命减短、活动力下降、产卵量减少。
(2)通过研究柞蚕微孢子虫在甜菜夜蛾种群的传播方式发现,柞蚕微孢子虫在甜菜夜蛾种群中存在着水平传播和垂直传播两种途径。水平传播主要是通过感病甜菜夜蛾粪便而污染食物而引起的继代感染;垂直传播主要是通过雌成虫的卵传给下一代幼虫,雄成虫不能将柞蚕微孢子虫传给下一代幼虫。
(3)甜菜夜蛾感染柞蚕微孢子虫初期,体内保护酶PO、SOD、CAT、POD活性均有增高的趋向,随后寄主体内SOD、CAT、POD酶活性在不同时期的变化不一致,这可能与寄主体内各种酶的作用差异有关。
(4)通过扫描电镜观察,柞蚕微孢子虫及转寄主感染甜菜夜蛾后的8代孢子均为长椭圆形,表面粗糙,但是柞蚕微孢子虫转寄主感染甜菜夜蛾后的8代微孢子虫更加细长,长径和体积均也比柞蚕微孢子虫原代孢子大。第3代孢子NpTf3之后的孢子趋于稳定;透射电镜观察结果表明,转寄主后的柞蚕微孢子虫极丝的圈数有增加,但是变异趋势不明显。
(5)通过对不同世代微孢子虫ITS区的序列进行克隆测序,发现ITS前后的LSU—rDNA序列和SSU—rDNA序列高度保守,而ITS区序列则变异较大。通过多重比对分析,发现ITS区包含三个长度不同的高度变异区,在其余的保守序列中有存在一个高度变异点。说明用ITS片段作为Nosema属微孢子虫属种分类的依据并不合适。