不同虫源及致害性褐飞虱体内类酵母共生菌的形态特性、数量及其种类鉴定

摘要

褐飞虱腹部脂肪体内普遍存在类酵母共生菌，该类共生菌在褐飞虱的生理代谢和营养利用等方面意义重大。试验采用冷冻切片技术结合显微摄像系统观察法开展褐飞虱体内共生菌的个体形态特性研究，并研究不同地理种群褐飞虱及褐飞虱与水稻互作过程中虫体内共生菌的个体形态变化及数量差异，以期明确不同地理种群褐飞虱致害性变异及褐飞虱和水稻互作过程与虫体内的类酵母菌变化的关联性，最终从共生菌的角度揭示褐飞虱致害性变异的内在机制。此外，结合26SrDNADl／D2区序列比较和系统发育关系分析对从生物型I褐飞虱卵内分离获得的两株类酵母共生菌进行分子鉴定，以期证实褐飞虱体内存在多种类型的类酵母共生菌。此外，本研究还明确了三种稻飞虱体内的类酵母共生菌的形态和种类组成等的差异。试验结果总结如下： (1)褐飞虱体内的类酵母共生菌的形态特性观察 光学显微镜观察证实，褐飞虱雌、雄成虫的头、胸部及无效卵内均无共生菌，雌、雄成虫腹部脂肪体和有效卵中却存在大量的类酵母共生菌；还观察到雌、雄成虫腹部脂肪体中有大量菌胞，其发育分为发育初期，类酵母共生菌增殖适应期、对数增殖期、释放期和衰竭期五个阶段。按照形态划分，褐飞虱雌、雄成虫及有效卵内的类酵母共生菌均有四种类型，即长梭形和杆状共生菌占绝大多数，卵形个体较少，球状共生菌则极少见；此外，雌、雄成虫腹部脂肪体内还发现具膈梭形和不规则共生菌。同时观察到该类共生菌通过多边芽殖进行无性繁殖，且以顶端芽殖(包括两端芽殖)为主。 (2)不同地理种群褐飞虱体内的类酵母共生菌的个体大小及数量差异 试验结果表明，不同地理种群褐飞虱雌、雄成虫体内共生菌的个体大小和数量差异显著，依次为：对照种群>广西种群>浙江种群>福建种群。结合虫体内的脂肪和糖元含量的分析得出，褐飞虱体内的类酵母共生菌的长、宽度和数量与虫体内脂肪和糖元的含量都显著正相关。最终，从类酵母共生菌的角度解释了不同地理种群褐飞虱致害性变异的内在原因，并推测，迁飞过程所导致的褐飞虱体内脂肪和糖元等物质的消耗影响了该类共生菌的个体发育及数量增殖，破坏了“褐飞虱一类酵母共生菌，，这一营养共生关系，并最终导致褐飞虱对抗性品种水稻适应性降低、致害性减弱。 (3)水稻与褐飞虱互作过程中其成虫体内的类酵母共生菌的个体大小及数量差异 抗性品种水稻与褐飞虱互作会导致虫体内的类酵母共生菌变小。与取食TNl的褐飞虱相比，取食IR26(Bphl)和IR36(Bph2)的褐飞虱体内共生菌的长度分别降低23.2﹪～24.4﹪和18.0﹪～32.7﹪，宽度分别降低24.4﹪～28．8﹪和8．6﹪～30．6﹪。取食抗性品种水稻的褐飞虱体内的类酵母共生菌的数量也都显著下降。其中，连续取食抗性品种IR26水稻两个世代后褐飞虱体内的共生菌显著降低，第三代后虫体内共生菌数量又有所回升。说明抗性品种水稻与褐飞虱互作会导致虫体内类酵母共生菌的发育变小、数量减少。 (4)褐飞虱体内的类酵母共生菌的26SrDNAD1／D2区序列分析 对从生物型I褐飞虱卵内分离获得的两株类酵母共生菌的26SrDNADl／D2区序列分析得出，一株类酵母共生菌与解脂假丝酵母菌的相似率达100﹪，另一菌株与嗜盐梗孢酵母菌的相似率为99．7﹪。系统发育树进一步表明，这两株分离获得的类酵母共生菌与已报道的相关虫生真菌(Hypocreales：Clavicipitaceae)明显不同，是单独的两支进化枝(Clade)。本研究证明了褐飞虱体内至少存在两种类酵母共生菌，证实了该类共生菌为混合菌体的推测。 (5)三种褐飞虱成虫体内的类酵母共生菌的形态差异 光学显微镜观察证实，三种稻飞虱成虫的头部和胸部均未观察到共生菌，在其腹部脂肪体中有大量的类酵母共生菌，且以出芽进行无性繁殖，并伴有菌胞的出现。三种稻飞虱体内共生菌的形态和组成明显不同。褐飞虱体内的共生菌个体较大，以梭形、杆状和卵形主，分别占共生菌总数的30．7﹪、53参﹪和15．1﹪；灰飞虱和白背飞虱体内的共生菌个体较小，以卵形为主，分别占共生菌总数的93.4﹪和94.7﹪。此外，褐飞虱体内各种类型的类酵母共生菌都显著大于灰飞虱和白背飞虱体内的同种类型个体，且灰飞虱和白背飞虱体内的同种共生菌个体大小也存在一定差异。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：资助项目

第一章国内外研究进展

1引言

2共生菌的分类地位

3在寄主中存在的位置及形态特征

4共生菌在寄主体内的侵染过程

5共生菌在寄主发育中的作用

6展望

第二章项目开展的目的、意义和技术路线

1研究的目的和意义

2研究的预期目标

3技术路线图

第三章褐飞虱体内的类酵母共生菌的形态观察

1引言

2材料和方法

3结果

4讨论

第四章不同地理种群褐飞虱体内的类酵母共生菌的个体大小及数量差异

1引言

2材料和方法

3结果

4讨论

第五章抗性品种水稻与褐飞虱互作过程中其成虫体内的类酵母共生菌的个体大小及数量变化

1引言

2材料与方法

3结果

4讨论

第六章褐飞虱体内的类酵母共生菌的26S rDNAD1/D2区序列分析

1引言

2材料和方法

3结果

4结论

附录1褐飞虱体内的其它特异类型共生菌

附录2三种稻飞虱体内的类酵母共生菌的形态差异

参考文献

致谢

博士期间发表的论文清单、审理中的论文及获得的奖励

博士后在站期间（待）发表论文、获得的科研项目及获得的学术奖励

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