几种书虱与内共生菌共生关系的研究

摘要

本研究在国家自然科学基金(30471173)等课题支持下，在全国范围内采集、饲养并建立种群、鉴定种类等基础上，通过PCR扩增、测定书虱线粒体12SrRNA基因和书虱体内共生菌16SrRNA基因的序列，并分析其系统发育关系，为研究书虱与体内共生菌的协同进化提供基础资料。主要研究结果如下： 在我国13个省、市采集了31个书虱属昆虫样本，且带回室内饲养获得成功。通过鉴定发现分属9个种。分别为：嗜虫书虱(L.entomophila)、嗜卷书虱(L.bostrychophila)、小眼书虱(L.paeta)、无色书虱(L.decolor)、虚伪书虱(L.mendax)、三色书虱(L.tricolor)、云南书虱(L.yunnaniensis)、离首书虱(L.capitisecta)和褐书虱(L.badia)。其中采自山东菏泽和福建宁德的三色书虱(L.tricolor)为中国新记录种，采自四川成都和湖北钟祥的离首书虱(L.capitisecta)和褐书虱(L.badia)为新描述的种。 采用特异性引物扩增得到3种10个地理种群的书虱线粒体12SrRNA基因的部分序列，所测序列长度分别是河南盐城虚伪书虱366bp、福建三明嗜卷书虱364bp、河南郑州嗜卷书虱365bp、福建宁德嗜卷书虱365bp、重庆北碚嗜卷书虱364bp和陕西西安嗜卷书虱364bp，无色书虱四个地理种群的序列长度除重庆铜梁无色书虱在第38个碱基处多出一个G为374bp外，其余的均为373bp。在此基础上，应用独立元素法(discretecharactermethods)中的最大简约性法(MaximumParsimony，MP)和最大似然法(MaximumLikelihood，ML)以及距离依靠法(distancemethods)中的非加权配对算术平均法(Unweightedpairgroupmethodusingarithmeticaverage，UPGMA)、最小进化法(MinimumEvolution，ME)和邻接法(Neighbor-Joining，NJ)五种方法构建了系统发生树。通过分析认为用UPGMA法绘制的进化树和形态学研究的结果相似，并且引用的序列数据与前人的聚类结果一致。 分析本研究所测定的10个种群及国外学者研究的书虱线粒体12SrRNA基因序列的TS/TV(转换/颠换)值，从分子水平上表明同一个种地理分布距离远的，遗传距离也较远，分歧年代也较长，种间的遗传差异更大，分歧年代更久。 利用细菌16SrRNA通用引物从嗜卷书虱3个地理种群、无色书虱2个地理种群体内检测到序列长度约为1500bp的共生菌。测序结果显示河南郑州无色书虱体内的共生菌的16SrRNA序列长度为1514bp，重庆铜梁无色书虱体内的共生菌的16SrRNA序列长度为1512bp，其余陕西西安、河南郑州及重庆北碚3个嗜卷书虱地理种群体内的共生菌的16SrRNA基因序列长度均为1462bp，GenBank登录号分别为DQ407746、DQ407747、DQ407743、DQ407744和DQ407745。 根据BLAST比对结果及系统发育分析，可以推知嗜卷书虱3个地理种群体内的共生菌与变形杆菌纲a亚纲(a-proteobacteria)的立克次氏体亲缘关系较近，与英国的嗜卷书虱体内的Wolbachiapipientis遗传距离也较近，是一类立克次氏体，但至于是否就是Wolbachia尚需进一步分析证明。河南郑州无色书虱体内共生菌与隶属于γ-proteobacteria的一些内共生菌及Pseudoalteromonas属的细菌亲缘关系近，可以肯定河南郑州无色书虱体内的共生菌也隶属于变形杆菌纲γ亚纲(γ-proteobacteria)。但重庆铜梁无色书虱体内共生菌的16SrRNA序列虽然与γ-proteobacteria的肠杆菌属Enterococcus的细菌遗传距离较近，同时还与革兰氏阳性菌乳球菌属Lactococcus的细菌同源，因此其分类地位还需分析其他分类性状来加以确定。 通过比较书虱的系统发育树和其体内的共生菌的系统发育树看出两者的拓扑结构是一致的，三个嗜卷书虱地理种群中陕西西安种群与重庆北碚种群亲缘关系近些，而河南郑州无色书虱先于重庆铜梁无色书虱与三个嗜卷书虱地理种群聚类，这5个种群体内的共生菌系统发生关系也是如此。说明这2种5个种群书虱与其内共生菌一起协同进化，并且是垂直传播。

目录

文摘

英文文摘

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第一章文献综述

第二章前言

第三章书虱属昆虫的鉴定及2新种描述

第四章常见书虱线粒体12S rRNA基因序列分析

第五章几种书虱体内共生菌165 rRNA基因序列分析及其与宿主协同进化关系初探

第六章结论与展望

参考文献

附录

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