几种瘿蜂天敌的Wolbachia感染和MLST分析

几种瘿蜂天敌的Wolbachia感染和MLST分析

论文摘要

Wolbachia(沃尔巴克氏体)作为一个借助母系遗传、经卵传播的革兰氏阴性细胞内共生菌类群,广泛分布在昆虫和螨虫等多种节肢动物及线虫中,能对宿主生物学产生多方面影响,其中主要是对宿主的生殖方式进行调控,包括引起细胞质不亲和(cytoplasmic incompatibility,CI)、孤雌生殖(parthenogenesis,PI)、雄性雌性化(feminization,F)以及杀雄(male-killing,MK)等。寄生蜂(Parasitoid)种类繁多、数量巨大并且分布广泛,是瘿蜂等多种农林害虫的天敌类群,在生物防控农林有害昆虫、维护生态平衡等方面起到了不可替代的作用。寄生蜂据相关报道是多种共生菌的携带类群,其体内携带的共生微生物主要有Wolbachia、Rickettsia、Cardinium、Buchnera等,其中 Wolbachia在寄生蜂中分布最为广泛,对宿主生物特征影响最为显著,能引起寄生蜂生殖行为的异常。相关研究已在多种寄生蜂中检测到Wolbachia的存在,但其检测主要基于wsp和16srDNA等单基因扩增和分析,其结果缺乏可靠性。本研究采用wsp和多位点序列分型(Multilocus sequence typing,MLST)方法构建系统发育树,对采自不同地区的17种寄生蜂中Wolbachia进行检测、分析、定型,并通过寄生蜂和Wolbachia多基因在进化上的关系进行比较,探讨了Wolbachia在寄生蜂类群中的传播方式。主要研究结果如下:(1)对采自福建、湖南、湖北、安徽四省10地点瘿蜂的寄生蜂种类进行了初步鉴定,共计5科10属17种寄生蜂。具体结果如下:旋小蜂科1种,跳小蜂科1种,广肩小蜂科2种,长尾小蜂科5种,姬小蜂科8种。本文同时提供了2族5属8种寄生蜂寄主瘿蜂的标本采集信息和地理分布情况等。(2)对湖南等四省区5科10属17种203个瘿蜂的寄生蜂个体使用Wolbachia的wsp基因特异性引物进行了Wolbachia感染检测,检测结果共8种寄生蜂感染Wolbachia所感染率最高的为栗瘿长尾小蜂Torymusd sinensis和食榕小蜂Sycophila sp.,感染率均为100%,感染率最低的为日本大痣长尾小蜂Megastigmus nipponicus,感染率为31.3%。(3)通过对湖南等四省区13种瘿蜂的寄生蜂感染的Wolbachia进行多位点序列分型(MLST)分析,得到MLST等位基因共34个,其中有9个为新等位基因:gatB基因获得2个、cox A基因获得1个、hcpA基因获得2个、ftsZ基因获得1个、fbpA基因获得3个新等位基因,并获得4个新的ST序列型。5个MLST基因(gatB、hcpA、ftsZ、coxA、fbpA)均被检测扩增到的寄生蜂有6种,这6个新株系分别属于A大组和B大组。联合寄生蜂CO I基因和MLST分型基因分析表明,这6株系Wolbachia与寄生蜂宿主的系统进化关系并不完全一致,因此,显示Wolbachia在寄生蜂间存在水平传播的可能性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  •   1 Wolbachia研究概述
  •     1.1 Wolbachia的发现、命名及形态
  •     1.2 Wolbachia的分布
  •     1.3 Wolbachia的感染动态
  •   2 Wolbachia对宿主生殖方式的影响
  •     2.1 诱导胞质不亲和
  •     2.2 诱导孤雌生殖
  •     2.3 诱导雄性雌性化
  •     2.4 诱导杀雄
  •   3 Wolbachia对宿主其他方面的影响
  •     3.1 Wolbachia对宿主营养代谢水平的影响
  •     3.2 Wolbachia对宿主生殖力的影响
  •     3.3 Wolbachia对宿主种群扩散能力的影响
  •   4 Wolbachia的传播方式
  •     4.1 Wolbachia的垂直传播
  •     4.2 Wolbachia的水平传播
  •   5 寄生蜂感染Wolbachia的研究概述
  •     5.1 寄生蜂与Wolbachia的关系
  •     5.2 寄生蜂中Wolbachia的侵染
  •     5.3 寄生蜂Wolbachia传播方式的研究
  •     5.4 利用Wolbachia提高寄生蜂生物防控潜能
  •   6 Wolbachia的研究前景
  •   7 本课题来源及研究意义
  • 第二章 供试寄生蜂的分类鉴定
  •   1 前言
  •   2 材料与方法
  •     2.1 材料
  •     2.2 方法
  •       2.2.1 虫瘿采集和保存方法
  •       2.2.2 物种鉴定
  •   3 结果与分析
  •     3.1 采集结果及鉴定样本选择
  •     3.2 寄生蜂分类鉴定结果
  •     3.3 寄生蜂寄主瘿蜂种类
  •   4 讨论
  • 第三章 寄生蜂Wolbachia的感染情况分析
  •   1 前言
  •   2 材料与方法
  •     2.1 实验材料
  •       2.1.1 供试昆虫
  •       2.1.2 主要试验试剂和仪器
  •       2.1.3 实验所用引物
  •     2.2 实验方法
  •       2.2.1 寄生蜂样本总DNA提取
  •       2.2.2 寄生蜂体内Wolbachia的检测
  •   3 结果与分析
  •     3.1 寄生蜂Wolbachia感染情况
  •   4 讨论
  • 第四章 寄生蜂体内Wolbachia的MLST分析与多态性
  •   1 前言
  •   2 材料和方法
  •     2.1 实验材料
  •       2.1.1 供试昆虫
  •       2.1.2 本章实验所用试剂及仪器
  •       2.1.3 本章实验所用引物信息
  •     2.2 实验方法
  •       2.2.1 寄生蜂DNA模板质量的检测
  •       2.2.2 wsp基因和多位点序列分型基因(MLST)的扩增和检测
  •       2.2.3 wsp基因和多位点序列分型基因(MLST)产物的测序
  •       2.2.4 Wolbachia和寄生蜂的系统发生分析
  •   3 结果与分析
  •     3.1 寄生蜂的Wolbachia感染和MLST基因扩增情况
  •     3.2 寄生蜂Wolbachia的wsp基因和MLST基因序列比对
  •     3.3 寄生蜂Wolbachia wsp和MLST多基因的碱基含量分析
  •     3.4 wsp基因的遗传距离和Wolbachia的株系分型
  •     3.5 寄生蜂和其体内携带的Wolbachia的进化关系
  •   4 讨论
  •     4.1 寄生蜂与其胞质共生菌Wolbachia的进化关系
  •     4.2 Wolbachia在寄生蜂-宿主途径下的水平传播
  • 第五章 总结与展望
  •   1 主要结论
  •   2 创新点
  •   3 进一步研究的建议
  • 参考文献
  • 附录 攻读学位期间的主要学术成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 赵高芝

    导师: 朱道弘

    关键词: 寄生蜂,多位点序列分型,水平传播,瘿蜂

    来源: 中南林业科技大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技

    专业: 生物学,农业基础科学,植物保护

    单位: 中南林业科技大学

    基金: 科技部国际合作交流项目:“壳斗科植物瘿蜂种类的多样性及其防治关键技术的研究”(项目编号:2016YFE0128200)

    分类号: Q958;S476.3

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