麦氏安瘿蜂体内侵染Wolbachia的WO噬菌体的检测及其orf7基因序列分析

摘要

Wolbachia是一类专性的细胞质共生细菌，能对节肢动物宿主的繁殖模式进行调控，包括诱导胞质不亲和、孤雌生殖、雌性化和雄性致死。本文以长沙、信阳和六安三地理种群的麦氏安瘿蜂为实验材料，应用Wolbachia专性噬菌体WO的orf7基因特异性引物，对麦氏安瘿蜂体内共生菌Wolbachia的WO噬菌体感染进行了PCR检测，对获得的基因序列的碱基组成、位点、转换/颠换率、遗传距离等进行了分析，并对其基因序列进行了系统发育关系分析。 主要结果归纳如下: (1)通过PCR检测，证实了麦氏安瘿蜂共生的Wolbachia被WO噬菌体侵染。使用orf7基因特异性引物检测到长沙、六安和信阳三地理种群麦氏安瘿蜂Wolbachia的WO噬菌体感染率均为100％，基因序列长度为371 bp。这也是首次在膜翅目，瘿蜂科昆虫中发现WO噬菌体的侵染。 (2)使用MEGA5.0软件对orf7基因序列的比对分析显示:orf7基因序列共有381个位点，其中，保守位点272个、简约信息位点34个、变异位点99个、自裔位点65个。A、C、T、G碱基平均含量分别为39.6％、12.6％、26.3％和21.5％，A+T％为65.9％，明显高于C+G％的34.1％，可以显示orf7基因中存在明显的A/T碱基偏向性。 (3)经过碱基替换统计，计算出orf7基因颠换替换率(transversion)为8.19％，转换替换率(transition)为10.24％，对下载的总的比对数据进行分析发现orf7基因序列颠换位点为24个，转换位点为30个，，转换和颠换的比值(R)为1.24。为例排除进化噪音的干扰，做了碱基饱和性分析，得出orf7基因序列未达到饱和状态的结论，可见整个基因片段都可以用来构建系统发育树，不需做特殊加权。 (4)麦氏安瘿蜂体内WO噬菌体的orf7基因序列与已知的orf7序列的一致性介于83％～99％之间，与粉斑螟Ephestia cautella的wECauA-1株系、反颚茧蜂Asobara tabida的wAtabA3-3株系等的orf7基因序列的一致性最高，达99％，与拟果蝇D.simulans的wHa A1和wNo B1株系的一致性最低，为83％。 (5)基于orf7基因序列的分析，几种昆虫体内WO噬菌体的遗传距离介于0～0.1756，平均遗传距离为0.0697。其中，麦氏安瘿蜂体内WO噬菌体与反颚茧蜂体内WO噬菌体遗传距离最小，数值为0.0028，与拟果蝇体内WO噬菌体的遗传距离最大，为0.1652。 (6)采用五种方法进行了相关昆虫系统发育树的构建。基于orf7基因序列，分别使用MEGA软件以NJ、ME、ML、MP和UPGMA法构建了麦氏安瘿蜂与其他昆虫Wolbachia的WO噬菌体系统发育树（图1-2）。获得的系统树除一些小的分支存在细微差异之外，基本一致。麦氏安瘿蜂Wolbachia所感染的WO噬菌体属于第Ⅲ大群,与粉斑螟Ephestia cautella的wECau B3-1和wCauA5-1株系、反颚茧蜂Asobara tabida的wAtabA3-3株系聚合在同一分支。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 Wolbachia的研究进展

1．1．1 Wolbachia的分布

1．1．2 Wolbachia的传播

1．1．3 Wolbachia对寄主的影响及其相互作用

1．1．4 Wolbachia的基因组学研究

1．2 Wolbachia专性噬菌体—WO噬菌体概述

1．2．1 WO噬菌体的形态

2．2 WO噬菌体的分布及多样性

1．2．3 WO噬菌体的传播特性

1．2．4 WO噬菌体的基因组

1．2．5 WO噬菌体的生活史

1．2．6 WO噬菌体的进化

1．3 Wolbachia、WO噬菌体及寄主昆虫三者间的关系

1．4 Wolbachia的研究前景

1．4．1 Wolbachia与寄主关系的演化

1．4．2 Wolbachia与物种形成

1．4．3 Wolbachia与生物防治

1．5 国内Wolbachia及其专性噬菌体WO噬菌体的研究状况

1．6 瘿蜂科概述

第二章 材料与方法

2．1 实验材料

2．2 实验药品与试剂

2．3 实验常用试剂配置

2．4 实验仪器

2．5 总DNA的提取

2．6 Wolbachia基因片段的PCR扩增

2．6．1 WO噬菌体的orf7基因片段的PCR扩增及检测

2．6．2 orf7基因片段的测序及分析

第三章 结果与分析

3．1 麦氏安瘿蜂Wolbachia的WO噬菌体模板DNA质量检测

3．2 麦氏安瘿蜂Wolbachia的WO噬菌体的感染

3．3 麦氏安瘿蜂与其他昆虫Wolbachia的WO噬菌体orf 7基因的序列一致性

3．4 orf7基因序列组成分析

3．5 麦氏安瘿蜂与其他昆虫Wolbachia的WO噬菌体orf 7基因遗传距离

3．6 麦氏安瘿蜂与其他昆虫Wolbachia的WO噬菌体orf 7基因的碱基转换、颠换率分析

3．7 校正遗传距离和转换、颠换遗传距离的散点分析

3．8 麦氏安瘿蜂与其他昆虫Wolbachia的WO噬菌体系统树的构建

第四章 结论与讨论

4．1 结论

4．2 讨论

4．3 展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间的主要研究成果

致谢