烟粉虱优势次生内共生菌种类分析及对自身和优势寄生蜂的功能研究

发布时间：2017-08-01 21:05

  本文关键词：烟粉虱优势次生内共生菌种类分析及对自身和优势寄生蜂的功能研究

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【摘要】：昆虫内共生菌可通过调控宿主的生殖或提高宿主的适合度等方式促进其在宿主种群中的传播。烟粉虱Bemisia tabaci体内含有初生内共生菌Candidatus Portiera aleyrodidarum和7属/种次生内共生菌,初生内共生菌为宿主的生长发育和繁殖提供必需营养物质,而次生内共生菌则可以增强宿主对环境条件的适应性、提高对天敌的抵御力和增强宿主对杀虫剂的敏感性等。本论文首先利用分子方法分析了烟粉虱MEAM1和MED隐种及其三种优势寄生蜂体内内共生菌的种类和分布情况,以获得的特异性的烟粉虱MEAM1和MED隐种及其三种优势寄生蜂Rickettsia和Hamiltonella菌的基因序列构建贝叶斯(BI)系统发育树;其次,通过两种抗生素(利福平和四环素)处理,明确抗生素饲喂后对烟粉虱MED隐种生活史的影响;同时评估了携带不同次生内共生菌处理对海氏桨角蚜小蜂Eretmocerus hayati生活史的影响。本研究的主要结果如下:(1)烟粉虱及其优势寄生蜂体内内共生菌的种类和丰度存在差异。烟粉虱MEAM1和MED两个隐种携带内共生菌的丰度要大于其三种优势寄生蜂,其中,两个隐种均携带Portiera、Hamiltonella和Rickettsia菌;三种优势寄生蜂中丽蚜小蜂内共生菌的丰度较高,其携带有Rickettsia、Hamiltonella和Wolbachia菌,另外两种寄生蜂则只含有Rickettsia菌。烟粉虱及其三种优势寄生蜂体内共有4种内共生菌,隶属于变形菌门(Proteobacteria),α-变形细菌纲(α Proteobacteria)和γ-变形细菌纲(γ Proteobacteria)。以27个已经报道的Rickettsia属的同源基因序列作为参考序列,构建Rickettsia菌的系统发育树可知,烟粉虱MEAM1和MED隐种及其三种优势寄生蜂的Rickettsia菌均聚为一支,具有较近的亲缘关系,并且均属于Rickettsia bellii group,这表明Rickettsia菌在烟粉虱-寄生蜂间可能存在水平传播。而Hamiltonella菌的系统发育树也表现出相似的结果。(2)烟粉虱MED隐种取食利福平和四环素后,对其适合度有负面影响。取食相同浓度的两种抗生素后,烟粉虱的产卵量、后代性比、孵化量和羽化量均显著降低,而对于孵化率和羽化率而言,取食三种浓度的利福平后烟粉虱的孵化率和羽化率均显著降低,取食四环素后孵化率结果类似。然而,不同浓度间,取食两种抗生素后烟粉虱的后代性比、孵化量和羽化量间无显著性差异,但相比空白对照,取食利福平和四环素后烟粉虱的寿命、产卵量和孵化率存在差异。相比之下,利福平对烟粉虱的生活史产生了更为显著的影响,这可能与其对内共生菌的去除效率高有关。(3)携带不同次生内共生菌的烟粉虱改变了海氏桨角蚜小蜂的生活史。首先,携带不同次生内共生菌处理的海氏桨角蚜小蜂雌雄蜂若虫期、蛹期和成虫前期的发育时间存在显著性差异。其中,不带RH菌处理若虫期的发育时间最长,带RH菌居中,只带H菌处理最短;而蛹期和成虫前期则表现出相似的结果,即不带RH处理发育时间最长,带RH和只带H菌处理次之,且后两者无显著性差异;各个龄期雄峰的发育时间也呈现类似的结果。其次,对于取食量、寄生量和总致死量而言,不带RH菌处理的均最高;而雌蜂寿命则是不带RH菌和携带H菌处理高于携带RH菌处理;再次,羽化率却表现出携带RH菌和H处理高于不带RH菌处理。而三个处理的羽化量和性比则无显著性差异。此外,携带不同次生内共生菌处理对海氏桨角蚜小蜂的每日效率有显著影响。总之,携带不同次生内共生菌处理的烟粉虱MED隐种显著影响海氏桨角蚜小蜂的生活史,这表明次生内共生菌可保护烟粉虱免受海氏桨角蚜小蜂的攻击。
【关键词】：烟粉虱 寄生蜂 内共生菌 利福平 四环素
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S433;S476
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 文献综述11-23
• 1. 昆虫内共生菌研究进展11-14
• 1.1 昆虫内共生菌的种类11
• 1.2 昆虫次生内共生菌的功能11-14
• 1.2.1 共生菌引起的寄主防御效应11-12
• 1.2.2 共生菌介导的温度耐受性12-13
• 1.2.3 共生菌介导的寄主植物的相互作用13-14
• 2. 烟粉虱内共生菌研究进展14-20
• 2.1 烟粉虱概况14-15
• 2.2 烟粉虱内共生菌研究进展15-20
• 2.2.1 烟粉虱内共生菌种类15-16
• 2.2.2 烟粉虱内共生菌的分布和传播规律16-17
• 2.2.3 烟粉虱内共生菌的寄主表型17-19
• 2.2.4 烟粉虱内共生菌的消除19-20
• 3. 论文设计20-23
• 3.1 立题依据20-21
• 3.2 研究内容21
• 3.3 技术路线21-23
• 第二章 烟粉虱及其优势寄生蜂内共生菌的种类、分布及系统发育分析23-35
• 1. 材料和方法23-28
• 1.1 供试昆虫23-24
• 1.2 供试植物24
• 1.3 主要试剂和仪器24-25
• 1.4 实验方法25-28
• 1.4.1 烟粉虱及其三种优势寄生蜂DNA的提取25-26
• 1.4.2 细菌 16S rDNA全长的PCR扩增26
• 1.4.3 PCR产物的纯化26-28
• 1.4.4 原位杂交的方法步骤28
• 2. 结果与分析28-32
• 2.1 烟粉虱MEAM1和MED及其三种优势寄生蜂内共生菌的种类分析28-29
• 2.2 烟粉虱MEAM1和MED及其三种优势寄生蜂内共生细菌 16S rRNA克隆序列的系统发育分析29
• 2.3 烟粉虱MEAM1和MED及其三种优势寄生蜂Rickettsia菌系统发育树的构建29-31
• 2.4 Rickettsia菌在烟粉虱体内的分布31-32
• 3. 小结与讨论32-35
• 第三章 两种抗生素对烟粉虱MED隐种内共生菌的消除和生活史的影响35-53
• 1. 材料和方法35-36
• 1.1 供试昆虫36
• 1.2 供试植物36
• 1.3 主要试剂和仪器36
• 1.4 实验方法36
• 1.5 数据统计与分析36
• 2. 结果与分析36-50
• 2.1 两种抗生素的双因素方差分析37-42
• 2.1.1 取食两种抗生素后对烟粉虱MED隐种产卵量的影响37
• 2.1.2 取食两种抗生素对烟粉虱MED隐种雌虫寿命的影响37-38
• 2.1.3 取食两种抗生素对烟粉虱MED隐种后代性比的影响38
• 2.1.4 取食两种抗生素对烟粉虱MED隐种孵化量和羽化量的影响38-40
• 2.1.5 取食两种抗生素对烟粉虱MED隐种孵化率和羽化率的影响40-42
• 2.2 取食利福平对烟粉虱MED隐种生活史的影响42-45
• 2.2.1 取食利福平对烟粉虱MED隐种雌虫寿命的影响42
• 2.2.2 取食利福平对烟粉虱MED隐种产卵量的影响42-43
• 2.2.3 取食利福平对烟粉虱MED隐种后代性比的影响43
• 2.2.4 取食利福平对烟粉虱MED隐种羽化量、羽化率、孵化量和孵化率的影43-45
• 2.3 取食四环素对烟粉虱MED隐种生活史的影响45-49
• 2.3.1 取食四环素对烟粉虱MED隐种雌虫寿命的影响45-46
• 2.3.2 取食四环素对烟粉虱MED隐种产卵量和后代性比的影响46-47
• 2.3.3 取食利福平对烟粉虱MED隐种羽化量、羽化率、孵化量和孵化率的影47-49
• 2.4 检测烟粉色MED隐种取食两种抗生素后次生内共生菌的变化49-50
• 3. 小结与讨论50-53
• 第四章 携带不同次生内共生菌的烟粉虱MED隐种对优势寄生蜂Er. hayati生活史的影响53-61
• 1. 材料和方法53-54
• 1.1 供试昆虫53
• 1.2 供试植物53
• 1.3 主要仪器53
• 1.4 实验方法53-54
• 1.4.1 烟粉虱处理53-54
• 1.4.2 寄生蜂成虫期生活史参数的调查54
• 1.4.3 寄生蜂发育历期（若虫期、蛹和成虫期）观察54
• 1.5 数据统计与分析54
• 2. 结果与分析54-59
• 2.1 不同次生内共生菌对Er. hayati雌雄蜂若虫期、蛹期和成虫前期的影响55-57
• 2.2 不同次生内共生菌对Er. hayati取食量、寄生量、总致死量等的影响57-59
• 2.3 不同次生内共生菌对Er. hayati每日效率的影响59
• 3. 小结与讨论59-61
• 第五章 结论与展望61-63
• 1. 结论61
• 2. 创新点61
• 3. 展望61-63
• 参考文献63-73
• 致谢73-75
• 在读期间发表文章75

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本文编号：606174