灰飞虱体内Wolbachia的感染特点及灰飞虱与Wolbachia的系统发育研究

摘要

Wolbachia是迄今已知的分布最广泛的胞内共生菌之一，自然界约有16％的昆虫受到其感染，由于Wolbachia可以改变宿主的生殖行为，导致细胞质不相容、雌性化和孤雌生殖等现象，成为近来研究的热点。灰飞虱(Laodelpelhax striatellus Fallen)是水稻上一种危害严重的昆虫，近年来由其传播的水稻条纹病毒(Rice stripe virus，RSV)在我国广大稻区流行，造成了严重的损失。本研究选择灰飞虱为材料，对其体内Wolbachia的感染特点进行了研究，并对Wolbachia和灰飞虱的系统发育进行了分析。以期明确灰飞虱体内Wolbachia的感染特点、分类地位、进化关系等问题，同时为利用媒介昆虫一共生菌技术(Vector-Insect-Symbiont Technology，VIST)防治水稻条纹叶枯病提供有益的借鉴。 使用DIBA法和PCR．法分别对灰飞虱体内水稻条纹病毒和Wolbachia的感染特点进行了研究，结果发现：1、灰飞虱体内广泛存在Wolbachia感染。本试验测定的灰飞虱群体Wolbahia的感染率都比较高，最高达88.89％；2、无论是无毒灰飞虱还是带毒灰飞虱，雄虫群体的Wolbachia感染率都明显高于雌虫群体。但是在灰飞虱带毒群体和无毒群体之间，Wolbachia感染率未发现明显差异，暗示了RSV对Wolbachia感染影响甚微。3、无论是对个体还是对群体，灰飞虱体内RSV和Wolbachia经卵传递均未表现明显的相关性，并且Wolbachia在灰飞虱体内经卵传递率亦未达到100％。 对9个地理来源的灰飞虱种群体内共生菌Wolbachia的wsp基因进行测序，结合GenBank中已有wsp基因序列进行系统发育分析，得出如下结果：1、不同地理来源(中国、日本、泰国)灰飞虱种群体内Wolbachia同源性很高，原因可能是灰飞虱体内Wolbachia在不同地理来源种群间存在横向传播，也可能是灰飞虱存在着不同地理来源的种群间存在交流并且Wolbachia随着这种交流而扩散。2、对已有灰飞虱、白背飞虱和褐飞k虱种群及1种灰飞虱寄生螯蜂wsp基因序列的系统发育分析结果表明：目前已有的白背飞虱、灰飞虱与其寄生蜂体内Wolbachia亲缘也较近，说明该菌可能在白背飞虱、灰飞虱及其寄生蜂之间存在横向的水平传播；而褐飞虱体内的Wolbachia与灰飞虱及白背飞虱体内的亲缘关系则较远。3、与已有来源于其他节肢动物体内Wolbachia的wsp基因株系比较，发现本实验涉及的灰飞虱和白背飞虱种群都属于B大组、Con亚组的wStri株系。对这9个地理来源的灰飞虱和1个白背飞虱种群Co Ⅱ(Cytochrome oxidase Ⅱ)基因的测序结果分析，发现：l、灰飞虱CoⅡ基因的同源性都在99％以上，这一方面暗示了灰飞虱地理种群之间的差异可能非常小，另一方面也反映了Co Ⅱ基因不适合研究灰飞虱地理种群的划分。2、Co Ⅱ基因在灰飞虱与白背飞虱种群间的同源性为80％左右，表现出了种间差异，这说明Co Ⅱ基因较适合用于亲缘关系较近的种间的系统发育研究。

目录

声明

1引言

1.1水稻条纹叶枯病的研究现状

1.1.1水稻条纹叶枯病的症状特点

1.1.2水稻条纹叶枯病的危害损失

1.1.3水稻条纹病毒的传播介体与寄主范围简介

1.1.4水稻条纹叶枯病的防治研究概况

1.2RSV传播介体灰飞虱的生物学特性及相关研究进展

1.2.1灰飞虱的地理分布

1.2.2灰飞虱在江苏的分布及生活史

1.2.3灰飞虱的获毒、持毒能力及卵传规律

1.2.4昆虫种间及种群进化关系研究相关基因介绍

1.3 Wolbachia研究进展

1.3.1灰飞虱相关内共生菌简介

1.3.2 Wolbachia形态及在体内的分布

1.3.3 Wolbachia系统分化

1.3.4 Wolbachia的宿主分布

1.3.5 Wolbachia在宿主间的传播

1.3.6 Wolbachia对宿主生殖活动的调节及其研究意义

1.3.7 Wolbachia的分子检测技术

1.4本论文研究的目的和意义

2材料与方法

2.1灰飞虱体内Wolbachia感染特点

2.1.1试验材料、试剂

2.1.2灰飞虱体内Wolbachia感染的测定

2.1.3 RSV与Wolbachia经卵传播相关性

2.2 Wolbachia wsp基因与灰飞虱CoⅡ基因的克隆与测序

2.2.1试验材料、试剂

2.2.2灰飞虱总DNA的提取及质量检测

2.2.3 Wolbachia wsp基因的克隆与测序

2.2.4灰飞虱CoⅡ基因的克隆与测序

3结果与分析

3.1灰飞虱体内Wolbachia感染特点

3.1.1灰飞虱体内广泛存在Wolbachia的感染现象

3.1.2灰飞虱♀、♂群体间Wolbachia感染的特点

3.1.3灰飞虱体内RSV侵染对Wolbachia感染的影响

3.1.4Wolbachia与RSV经卵传播相关性

3.2 Wolbachia与灰飞虱系统发育分析

3.2.1Wolbachia系统发育分析

3.2.2灰飞虱的系统发育

4结论与讨论

参考文献

致谢