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圆唇散白蚁补充生殖蚁的类型与建群能力

昆虫学报 2014年第11期57卷 1328-1334页

作者：刘明花张小晶薛薇陈娇玲刘鹤吴佳苏晓红西北大学生命科学学院西安710069

【目的】为了探讨圆唇散白蚁Reticulitermes labralis补充生殖蚁对巢群稳定和发展的作用。【方法】对野外巢群进行调查研究,及对婚飞成虫通过雌雄配对与补充生殖蚁隔离巢群进行人工饲养的对比研究。【结果】在野外巢群只发现1对原始蚁... 详细信息

【目的】为了探讨圆唇散白蚁Reticulitermes labralis补充生殖蚁对巢群稳定和发展的作用。【方法】对野外巢群进行调查研究,及对婚飞成虫通过雌雄配对与补充生殖蚁隔离巢群进行人工饲养的对比研究。【结果】在野外巢群只发现1对原始蚁王蚁后,而补充生殖蚁的数量最多可达到689头/巢。圆唇散白蚁有3种类型的补充生殖蚁,即由工蚁转化来的无翅型补充生殖蚁、若蚁转化来的翅芽型补充生殖蚁和末龄若蚁羽化来的拟成虫型补充生殖蚁。实验室条件下婚飞配对群体和隔离群体建群1个月后的存活率分别为64%和96%。建巢初期婚飞配对群体的子代数目增长缓慢,2个月时的群体数量为6.3±1.54,10个月时的群体数量也仅为8.4±1.47;而隔离建群补充生殖蚁2个月时的群体数量为52.4±6.44,10个月时的群体数量为164.3±20.85,都高于婚飞配对群体。此外,野外巢群的补充蚁后跟原始蚁后一样都具有发达的卵巢。【结论】在圆唇散白蚁中补充生殖蚁是白蚁巢群主要的繁殖力量,也是建立新巢群的重要繁殖品级。

关键词：圆唇散白蚁白蚁补充生殖蚁隔离群体巢群扩散繁殖能力

圆唇散白蚁雌性补充生殖蚁不同发育阶段表皮长链碳氢化合物的变化

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昆虫学报 2015年第4期58卷 375-381页

作者：孔小红赵莎郭晓慧谈彦玲王凯杨柳苏晓红邢连喜西北大学生命科学学院西安710069

【目的】确定圆唇散白蚁Reticulitermes labralis补充生殖蚁不同发育阶段表皮长链碳氢化合物（cuticular longchained hydrocarbons,CHCs）的变化。【方法】人工隔离巢群饲养圆唇散白蚁***,观测其翅芽型补充生殖蚁的分化时间和补充生殖... 详细信息

【目的】确定圆唇散白蚁Reticulitermes labralis补充生殖蚁不同发育阶段表皮长链碳氢化合物（cuticular longchained hydrocarbons,CHCs）的变化。【方法】人工隔离巢群饲养圆唇散白蚁***,观测其翅芽型补充生殖蚁的分化时间和补充生殖蚁数量趋于稳定的时间,并采用气质联用仪（GC-MS）对补充生殖蚁不同发育阶段的表皮长链碳氢化合物变化趋势进行分析。【结果】随着补充生殖蚁的出现,每一巢群会逐渐形成稳定数量的具有生殖能力的生殖蚁。若蚁在分化为补充生殖蚁的第8天时,43.3%的组补充生殖蚁数量趋于稳定,第16天时83.3%的组趋于稳定,第25天时93.3%的组趋于稳定,36 d后100%的组趋于稳定。通过补充生殖蚁不同发育阶段中CHCs各峰面积与若蚁阶段相应峰峰面积的比值随发育阶段的变化趋势分析发现,在卵中没有检测到的保留时间为38.52min的化合物在补充生殖蚁产7~8粒卵时峰面积比值是若蚁阶段的14.14倍;在卵中检测到的保留时间为35.50和39.21 min的峰面积比值在补充生殖蚁开始产卵后显著升高。【结论】CHCs不能用来区分有无生殖能力的补充生殖蚁个体,但可以很好地用来区分补充生殖蚁个体与尚未转化为生殖蚁的若蚁个体;保留时间为38.52 min的化合物是补充生殖蚁的特有物质;保留时间为35.50和39.21 min的化合物可作为补充生殖蚁已经产卵的标志。

关键词：圆唇散白蚁表皮长链碳氢化合物补充生殖蚁若蚁品级分化信息素

圆唇散白蚁末龄若蚁向两种补充生殖蚁转化和发育过程中的保幼激素水平和卵黄蛋白原基因表达的变化

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圆唇散白蚁末龄若蚁向两种补充生殖蚁转化和发育过程中的保幼激素...

作者：刘明花西北大学

学位级别：硕士

补充生殖蚁分化的可塑性和多样性对巢群的生存和扩张具有重要的作用,主要由若蚁分化产生。圆唇散白蚁末龄若蚁可以转化为翅鳞型补充生殖蚁（adultoid reproductives, AR）和翅芽型补充生殖蚁（brachypterous neotenics, BN）,目前对末... 详细信息

补充生殖蚁分化的可塑性和多样性对巢群的生存和扩张具有重要的作用,主要由若蚁分化产生。圆唇散白蚁末龄若蚁可以转化为翅鳞型补充生殖蚁（adultoid reproductives, AR）和翅芽型补充生殖蚁（brachypterous neotenics, BN）,目前对末龄若蚁转化来的AR和BN分化和发育很少有报道。由于AR羽化时也具有长翅,木白蚁科（Kalotermitidae）和白蚁科（Termitidae）研究报道认为其来自长翅成虫;而在散白蚁Reticulitermes（鼻白蚁科Rhinotermitidae）的报道中有人认为其是若态型补充生殖蚁。因此,关于AR的来源还不确定,对其分化和发育的过程及调节机理也未见报道,尤其是AR和BN转化发育的差异和调节机理还不清楚。本研究对圆唇散白蚁Reticulitermes labialis末龄若蚁向AR和BN分化和发育过程中的保幼激素Ⅲ（Juvenile hormoneⅢ, JHⅢ）水平和卵黄原蛋白（Vitellogenin,Vg）基因表达进行了比较,并且研究了两者在第一个产卵周期中的卵子发生过程。分析比较得出以下结果和结论：***由末龄若蚁直接蜕皮产生,并不是来自于长翅成虫;在无工蚁时配对的AR不能存活和成功建立新巢;AR在形态和行为上与若态型生殖蚁（neotenic reproductives）更相似;巢群大小影响末龄若蚁向补充生殖蚁分化的时间。2.末龄若蚁个体从自然巢群中隔离第5天JHⅢ水平迅速升高为1.45±0.18ng/mg;一周后向AR和BN转化蜕皮时,JHⅢ水平很低,分别为0.42±0.12ng/mg,0.69±0.32ng/mg;第10天时AR的JHⅢ水平达到最高值为1.42±0.52ng/mg,BN的JHⅢ水平在第5天时达到最高值1.31±0.24ng/mg,与向AR分化相比,末龄若蚁向BN分化需要较高的JH水平。即末龄若蚁个体从自然巢群隔离之后JH水平先显著升高,正在向AR和BN转化蜕皮时JH水平又降低。表明末龄若蚁蜕皮分化为AR或BN前需要大幅度迅速升高JH水平;向AR和BN分化过程中Ⅲ水平为先升高后降低的动态变化模式。JH水平高或低影响着末龄若蚁向不同类型生殖蚁转化的方向。3.末龄若蚁隔离培养5天,卵黄蛋白原基因相对表达量快速升高,为0.2640±0.1848,约是隔离前的26倍。一周后,当末龄若蚁正在向AR和BN转化蜕皮时,卵黄蛋白原基因表达量均下降到极低水平,分别为0.0036±0.0015和0.0358±0.0269,BN的卵黄蛋白原基因表达量约是AR的10倍。AR和BN形成后卵黄蛋白原基因表达都呈现先增加后降低的变化模式,都在第15天达到最高值,分别为0.3956±0.0787和0.6811士0.1215,之后表达量快速下降直到产卵。在发育和卵子成熟的过程中,BN的卵黄基因表达量都显著高于AR的。JH水平升高先于卵黄发生,表明高的JH水平诱导卵母细胞的卵黄发生,JH水平是决定卵黄发生Cvitellogenesis)开始和延续的关键因素。BN和AR在JH水平达到峰值时间上的差异是导致两者卵母细胞成熟以及产卵时间上不同的关键因素。4.与AR相比,BN的卵母细胞成熟较早。AR在发育第15天卵巢内有具卵黄的卵母细胞,在第20天时,具卵母细胞发育处于卵黄形成中期;而BN在第10天时有具卵黄的的卵母细胞,第20天时卵母细胞发育至卵黄形成末期。另外,与AR相比,BN的具卵黄卵母细胞数目、初次产卵数较多,并且产卵较早。AR的初次产卵量为1.3±0.50（n=5）,而BN的初次产卵量为2.7±0.60（n=5）;AR和BN的产卵时间分别为28.54±2.2天和24.7±2.6天。建巢初期AR的产卵量没有BN的多,但是在第10个月AR和BN的子代数目没有显著性差异。AR能在短时间能增加巢群的生殖力,与BN一起保证了圆唇散白蚁巢群的扩张和发展。

关键词：白蚁圆唇散白蚁补充生殖蚁保幼激素卵黄蛋白原基因表达卵巢发育

圆唇散白蚁生殖蚁转录组及表皮蛋白基因表达的研究

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圆唇散白蚁生殖蚁转录组及表皮蛋白基因表达的研究

作者：张小晶西北大学

学位级别：硕士

白蚁品级分化具有典型的非遗传多型性。在许多白蚁的种类中,尤其在散白蚁属Reticulitermes中,生殖品级表现出灵活的可塑性。在圆唇散白蚁R. labralis (Hisa)中,由若蚁可以分化为三种生殖蚁,翅芽型补充生殖蚁(brachypterous neotenics, ... 详细信息

白蚁品级分化具有典型的非遗传多型性。在许多白蚁的种类中,尤其在散白蚁属Reticulitermes中,生殖品级表现出灵活的可塑性。在圆唇散白蚁R. labralis (Hisa)中,由若蚁可以分化为三种生殖蚁,翅芽型补充生殖蚁(brachypterous neotenics, BN)、拟成虫型补充生殖蚁(adultoid neotenics, AN)和长翅成虫(alate reproductives, AR),三者之间在形态及生殖行为上有显著差异。目前关于生殖蚁品级分化以及功能性基因的研究非常少。本文通过对由若蚁分化而来的长翅成虫、翅芽型补充生殖蚁和拟成虫型补充生殖蚁进行了转录组测序研究,并揭示三种生殖蚁在表皮蛋白基因表达,以及其不同的形态特征与各自的生活习性和繁殖方式之间的关系。分析比较得到以下结果和结论：1.长翅成虫的色素沉积和角质化程度比翅芽型补充生殖蚁和拟成虫型补充生殖蚁显著的高。经测量三种生殖蚁的体长无显著性差异,而翅的长度,翅芽型补充生殖蚁的翅长显著短与拟成虫型补充生殖蚁和长翅成虫,而后两者翅长无显著性差异。2.三种生殖蚁分化当天,卵母细胞发育处于相同水平,即处于生长期;长翅成虫在婚飞前,卵母细胞已经发育成熟,出现卵黄颗粒,在建立新巢之前,可以尽快产卵,在短时间内孵化后代,减轻长翅成虫繁重的工作量,提高存活率。***,BN和AR经过转录组测序分析,共测得404,152,188 clean reads,组装61,953个unigenes,片段范围从201bp到17,328bp,平均长度为905bp。通过与四大数据库比对,其中有17,444个unigenes在Nr数据库中匹配,13,178unigenes在Swiss-prot中匹配,5,901 unigenes在COG数据库中匹配,6,784个unigenes在KEGG数据库中匹配。通过AN与BN阶段的转录组数据相比,38个unigenes发生改变,有26个unigenes呈现上调趋势,有12个unigenes呈现下调趋势;AN与AR阶段的数据相比较,4613个unigenes发生改变,其中有3358个unigenes呈现上调趋势,有1255个unigenes呈现下调趋势;BN和AR发育阶段的数据比较显示,3933个unigenes发生变化,其中有2269个基因呈现上调趋势,有1664个基因呈现下调趋势。本研究首次完成了圆唇散白蚁的转录组测序,发现了许多已知的保守序列,即已有的注释的功能基因,还发现44,320个未知基因,可能是圆唇散白蚁中特有的功能性基因。4.通过实时定量PCR,我们在BN、AN和AR中验证了7个有显著差异的表皮蛋白基因。通过验证可知,RR-2 motif 67 precursor在AR中表达水平显著高于BN和AN,约是BN的2064倍(p<0.05),AN的166倍。RR-2 famliy member 15 precursor在AR中表达水平显著高于AN和BN,约是BN的74倍(p<0.05),AN的312倍;BN和AN的基因表达水平无显著性差异。RR-1 famliy member 16 precursor相对于RR-2家族和CPG家族的基因,表达水平较低,在AN和AR中的表达量显著高于BN中的基因表达量,而AN和AR基因表达无显著性差异。在CPG家族中,CPG12-like precursor和PpolCPG24基因在AR中表达水平显著高于AN和BN,而且在AN和BN中基因表达水平无显著性差异。另外,两个未分类的表皮蛋白基因在AR中表达显著高于AN和BN。在三种生殖蚁中,同一个表皮蛋白在不同的发育阶段所表达的含量高低不同,说明表皮蛋白基因的表达,具有品级分化特异性。

关键词：白蚁圆唇散白蚁生殖蚁转录组表皮蛋白基因表达

圆唇散白蚁雌性工蚁向补充生殖蚁转化途径的研究

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圆唇散白蚁雌性工蚁向补充生殖蚁转化途径的研究

作者：刘鹤西北大学

学位级别：硕士

白蚁品级发育的多样性和可塑性是其社会性的显著性特征。在散白蚁属Reticulitermes中,工蚁品级有着非常灵活的可塑能力,工蚁的分化有三种途径:经历蜕皮后维持工蚁形状不变,经历两次蜕皮成为完全不育的兵蚁或经历一次蜕皮成为无翅型补充... 详细信息

白蚁品级发育的多样性和可塑性是其社会性的显著性特征。在散白蚁属Reticulitermes中,工蚁品级有着非常灵活的可塑能力,工蚁的分化有三种途径:经历蜕皮后维持工蚁形状不变,经历两次蜕皮成为完全不育的兵蚁或经历一次蜕皮成为无翅型补充生殖蚁(apterous neotenic reproductives,NRs)。当巢群分割重组或生殖蚁缺失时,无翅型补充生殖蚁的分化可以延续巢群的发展。至今工蚁向补充生殖蚁的转化只需经历一次蜕皮的观点尚未受到质疑。实际上,目前工蚁向补充生殖蚁转化的机制并不清楚,这种转化过程是否只经历一次蜕皮尚未有深入的探讨和充足的证据。本文以圆唇散白蚁Reticulitermes labralis(Hisa)为材料,对工蚁向补充生殖蚁转化过程中的形态学变化、卵巢发育、卵子发生中的生殖细胞凋亡以及卵母细胞成熟过程中的基因表达进行了研究。研究结果及结论如下:1.首次发现了圆唇散白蚁雌性工蚁向NRs转化过程中需要经历两次蜕皮,即需要经过前补充生殖蚁(pre-apterous neotenic reproductive,pre-NR)阶段,雄性工蚁直接与雌性补充生殖蚁交配,不经历蜕皮。Pre-NRs是雌性工蚁向NRs分化过程中的一个独立的龄期,并且有其独特的形态特征。老龄雌性工蚁经历一次蜕皮后形成的pre-NRs,pre-NRs再经历一次蜕皮后形成NRs。Pre-NRs与工蚁和NRs的形态特征有显著性差异,在腹部长度方面,工蚁为1.99±0.02mm,pre-NRs为2.61±0.05mm,NRs为2.85±0.20mm,Pre-NRs较工蚁显著性增长(P<0.05),而pre-NRs与NRs无显著性差异;第七腹板的长度工蚁为0.24±0.02mm,pre-NR为0.38±0.025mm,NRs为0.5±0.01 mm,工蚁、pre-NRs和NRs第七腹板长度随转化呈阶段性增长,三者之间均存在显著性差异(P<0.05)。该结果更深层次的明确了工蚁向补充生殖蚁的转化过程,为揭示工蚁向补充生殖蚁转化的机制提供了基础依据。2.卵巢从工蚁转化为pre-NRs后开始生长,但是卵母细胞恢复发育是从NRs开始的。工蚁转化为pre-NRs后卵巢虽然显著性增长,但是卵母细胞的发育依然被退化的滤泡细胞抑制,表明雌性pre-NRs并不具备生殖能力,只是雌性工蚁向NRs转化中的过渡阶段。Pre-NRs和工蚁的滤泡细胞形态细长,成退化状态,而分化成为NRs后滤泡细胞恢复为柱形形态,滤泡细胞恢复发育。工蚁转变为pre--NRs后卵巢显著增大(P<0.05),pre-NRs转变为NRs后两者卵巢大小无显著性增长,卵巢长度工蚁为0.7±0.04mm、pre-NRs 的为 1.63±0.021mmm,NRs 的为 1.73±0.09mm。三者的卵母细胞直径分别为 22.83±4.2 μm、25.06±5.8 μm、和 69.55±4.8 μm,工蚁与 pre-NRs 无显著性差异,与NRs有显著性差异(P<0.05)。该结果揭示了工蚁向生殖蚁转化过程中卵巢形态学变化以及生殖力抑制和启动的机理。3.通过细胞凋亡检测,发现工蚁维持生殖能力的主要原因是工蚁以退化的滤泡细胞抑制卵母细胞发育的方式代替了卵母细胞自身的凋亡。尽管工蚁和pre-NRs的滤泡细胞发生了退化,但是卵母细胞和滤泡细胞并未发现凋亡。在卵原细胞区细胞凋亡检测中,NRs的卵原细胞凋亡程度最少,表明在工蚁蜕皮转变为Pre-NRs阶段,卵巢中卵原细胞数量一直处于增长状态。只有在NRs中发现了少数滤泡细胞和卵母细胞存在凋亡现象,证明了卵子发生的恢复是在工蚁经历两次蜕皮转变后的NRs阶段,而并非pre-NRs阶段。本结果表明卵母细胞和滤泡细胞出现凋亡是卵母细胞恢复发育的标志,pre-NRs卵母细胞受到抑制,因此没有生殖力,只有成为NRs时才能恢复活性,并发育成为成熟的卵母细胞。4.通过实时定量PCR,我们对卵母细胞减数分裂成熟有关的7个基因在工蚁、pre-NRs和NRs中的相对表达量进行了研究。证明了工蚁向补充生殖蚁转化的过程中,完全恢复卵母细胞减数分裂成熟能力的是NRs阶段,pre-NRs是卵母细胞恢复减数分裂能力的过渡阶段。其中在2个基因的表达水平上,NRs的表达显著高于工蚁和pre-NRs(P<0.05),工蚁与pre-NRs无显著性差异,证明工蚁转化为NRs后卵母细胞恢复减数分裂成熟能力。在调控促成熟因子(Mature Promoting Factor,MPF)的cyclin dependent kinase 1中NRs的表达水平显著高于工蚁和Pre-NRs,分别约是pre-NRs的34倍,是工蚁的68.3倍;在调控后期促进复合物(anaphase-promoting complex,APC)的

关键词：圆唇散白蚁工蚁补充生殖蚁卵子发生细胞凋亡卵母细胞减数分裂

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圆唇散白蚁的繁殖体系

圆唇散白蚁的繁殖体系

作者：吴佳西北大学

学位级别：硕士

繁殖是指生物产生新个体的行为或过程,是繁衍后代延续种族最基本的行为和过程,同时也是种群的形成、发展和进化的核心问题。在社会性昆虫白蚁中,繁殖这一行为或过程是由一个特殊的群体—生殖品级来完成的。在低等的散白蚁中,生殖品级除... 详细信息

繁殖是指生物产生新个体的行为或过程,是繁衍后代延续种族最基本的行为和过程,同时也是种群的形成、发展和进化的核心问题。在社会性昆虫白蚁中,繁殖这一行为或过程是由一个特殊的群体—生殖品级来完成的。在低等的散白蚁中,生殖品级除了原始蚁王蚁后外还包括各种类型的补充生殖蚁,一些类群中,补充生殖蚁和原始蚁王蚁后同时存在,它们共同维护巢群的稳定和发展,而另一些类群中,原始繁殖蚁死亡后巢群中才能分化出补充生殖蚁。每一种类型的补充生殖蚁都有雌雄两性,它们在白蚁巢群中与原始的蚁王蚁后构成了一个完整的繁殖体系。一个灵活多变的繁殖体系和该体系中各种类型的生殖蚁的生殖能力是白蚁巢群稳定和发展的基础,也是白蚁巢群向外扩散和传播的基础。了解白蚁的繁殖体系和繁殖生物学的特征、规律有助于快速有效地开展白蚁防治和利用。目前,关于白蚁的繁殖生物学特征和白蚁的繁殖体系尚无相系统研究,本文以我国广泛分布的圆唇散白蚁Reticulitermes aculabialis为研究材料,通过行为、形态学观察比较,不同性别、不同品级隔离饲养以及微卫星位点遗传学分析得到以下结论： 1、在圆唇散白蚁的繁殖品级中,具有明显形态特征的补充生殖蚁类型有3种：无翅芽型补充生殖蚁(Ergatoid)、翅芽型补充生殖蚁(Nynphoid)和翅鳞型拟成虫补充生殖蚁(Adultoid form reproductive, AFR;或Floppy wing form reproductive, FFR)。其中AFR是散白蚁中新发现的一个补充生殖蚁类型,由末龄若蚁羽化后脱翅留在原巢群中作为补充生殖蚁,属于幼态的生殖蚁(Neotenic),而不是像高等白蚁中的翅鳞型补充生殖蚁那样来源于成虫。 2、补充生殖蚁是白蚁巢群主要的繁殖力量,在初建的隔离群体中,单个补充生殖蚁的繁殖力大于婚飞成虫,成熟巢群中大量补充生殖蚁产卵量的总和也是原始繁殖蚁的上百倍。 3、圆唇散白蚁不存在孤雌生殖行为,但是在一定的条件下,圆唇散白蚁的雄性工蚁能够在不发育成补充生殖蚁的情况下直接参与生殖。所以在圆唇散白蚁巢群中雄性的生殖品级就包括原始繁殖蚁、补充生殖蚁和有生殖能力的工蚁。工蚁能和长翅成虫交配,这为工蚁与落在自己巢群觅食范围内的配对失败的成虫交配建立新的群体提供了可能。 4、在圆唇散白蚁繁殖品级的雌雄个体间,交配方式除了传统观念中认为的一雄多雌(一王多后)以外,一个雌性个体也能同时跟多个雄性个体交配产生可以孵化的子代个体。巢群中同时存在大量的补充生殖蚁,这为繁殖个体之间的交配提供了一定的选择范围,也增加了白蚁巢群的遗传多样性。

关键词：圆唇散白蚁交配方式补充生殖蚁繁殖体系白蚁

两种散白蚁的分子鉴定和圆唇散白蚁遗传多样性研究

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两种散白蚁的分子鉴定和圆唇散白蚁遗传多样性研究

作者：党玉蕾西北大学

学位级别：硕士

本研究在对圆唇散白蚁Reticulitermes labralis和黑胸散白蚁***形态鉴定的基础上,利用线粒体COI和COII基因对其进行分子鉴定,证明了这两种散白蚁确实存在同物异名现象;同时还利用8对微卫星标记对西安市、山西省运城市、安徽省蚌埠市3个... 详细信息

本研究在对圆唇散白蚁Reticulitermes labralis和黑胸散白蚁***形态鉴定的基础上,利用线粒体COI和COII基因对其进行分子鉴定,证明了这两种散白蚁确实存在同物异名现象;同时还利用8对微卫星标记对西安市、山西省运城市、安徽省蚌埠市3个地区共22个巢群的圆唇散白蚁遗传多样性进行分析,确定其遗传结构和巢群类型,为对其进行有效防治提供了遗传依据。研究结果如下:(1)圆唇散白蚁和黑胸散白蚁均属于散白蚁属Reticulitermes平额散白蚁亚属Planifrontotermes,兵蚁的头部特征相似,额区微隆,颜色都呈黄褐色,唇部均呈矛状且唇端透明,上颚的形状略有不同,触角节数有重叠,前胸背板的形状大体一致,圆唇散白蚁的前胸背板中区毛为10-16根,黑胸散白蚁的前胸背板中区毛为10-12根,从形态描述方面看,相似度很高,不易区分。(2)对圆唇散白蚁和黑胸散白蚁兵蚁的度量值范围进行分析,上唇长范围几乎一致的,上唇宽范围、左上颚长的范围、后颏长、宽、狭的范围、前胸背板长、中长、宽的范围及后足胫节长的范围均互相覆盖,就平均量度值来看,两种散白蚁兵蚁虽有差异,但差别并不大。(3)利用线粒体COI基因对圆唇散白蚁和黑胸散白蚁做遗传距离分析,同时把形态学与这两种散白蚁容易区别的尖唇散白蚁和黄胸散白蚁作为对比进行研究,从COI基因计算的遗传距离可知,圆唇散白蚁种内遗传距离的范围为0.000-0.038,黑胸散白蚁种内遗传距离为0.000-0.004,圆唇散白蚁与黑胸散白蚁种间遗传距离范围为0.006-0.038,而圆唇散白蚁和黑胸散白蚁与尖唇散白蚁种间遗传距离范围分别为0.042-0.052和0.038-0.046,与黄胸散白蚁种间遗传距离范围分别为0.046-0.055和0.051-0.054,可以看出圆唇散白蚁种内遗传距离范围大于其与黑胸散白蚁的种间遗传距离范围,而与散白蚁属内其他近似种尖唇散白蚁和黄胸散白蚁的种间遗传距离却大于其种内遗传距离范围,说明圆唇散白蚁与黑胸散白蚁的亲缘关系非常近。(4)利用线粒体COII基因对圆唇散白蚁和黑胸散白蚁做遗传距离分析,从COII基因计算的遗传距离可知,圆唇散白蚁种内遗传距离为0.000-0.033,黑胸散白蚁种内遗传距离为0.000-0.004,圆唇散白蚁与黑胸散白蚁种间遗传距离为0.006-0.036,圆唇散白蚁和黑胸散白蚁与尖唇散白蚁种间遗传距离分别为0.046-0.050和0.043-0.047,圆唇散白蚁和黑胸散白蚁与黄胸散白蚁种间遗传距离分别为0.061-0.063和0.065-0.068。COII基因种间遗传距离与COI基因种间遗传距离得到的结果相似,圆唇散白蚁种内遗传距离的范围与圆唇散白蚁与黑胸散白蚁种间遗传距离范围相似,并且圆唇散白蚁与黑胸散白蚁的种间遗传距离明显小于圆唇散白蚁与其近似种尖唇散白蚁、黄胸散白蚁的种间遗传距离。因此,建议把圆唇散白蚁与黑胸散白蚁作为一个种看待。(5)利用8对微卫星引物对西安市、山西省运城市、安徽省蚌埠市等地共22个巢群的圆唇散白蚁遗传多样性进行分析。西安市圆唇散白蚁巢群的平均等位基因数为2.760±0.691,平均有效等位基因数为1.938±0.411,观测杂合度范围为0.225-0.779,平均观测杂合度为0.504±0.183,期望杂合度范围为0.159-0.576,平均期望杂合度为0.400±0.137,I为Shannon信息指数,可表示种群多样性大小,平均值为0.674±0.242,说明种群整体的多样性较好,处于中度偏高的水平,8个位点的多态位点比例(PPL)平均值为86.46%,说明这8个位点在西安市各巢群中的多态性良好。山西省运城市圆唇散白蚁巢群的平均等位基因数为2.333±0.926,平均有效等位基因数为2.025±0.772,观测杂合度的范围为0.000-0.933,平均观测杂合度为0.544±0.323,期望杂合度范围为0.000-0.681,平均期望杂合度为0.411±0.242,I值的平均值为0.661±0.418,说明该种群整体的多样性处于中度偏高的水平,8个位点的多态位点比例(PPL)平均值为79.17%,由于存在低度多态性的位点,因此山西省各巢群中的位点多态性一般。安徽省蚌埠市圆唇散白蚁巢群的平均等位基因数为2.589±0.702,平均有效等位基因数为1.929±0.488,观测杂合度的范围为0.221-0.900,平均观测杂合度为0.552±0.251,期望杂合度范围为0.188-0.631,平均期望杂合度为0.407±0.151,I值的平均值为0.670±0.269,说明该种群整体的多样性处于中度偏高的水平,8个位点的多态位点比例(PPL)平均值为83.93%,整体多态性较好。(6)对圆唇散白蚁

关键词：圆唇散白蚁黑胸散白蚁分子鉴定遗传多样性巢群结构

Fibulorhizoctonia sp.真菌转录组及其与圆唇散白蚁的关系研究

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Fibulorhizoctonia sp.真菌转录组及其与圆唇散白蚁的关系研究

作者：陈娇玲西北大学

学位级别：硕士

昆虫与真菌之间的关系十分密切。我们首次在圆唇散白蚁Reticulitermes labralis（Hsia）蚁巢的卵堆中发现了一种真菌菌核,经过分子鉴定为Fibulorhizoctonia sp.。该菌核是一种球形或近球形的棕褐色颗粒,直径为0.30-0.40 mm,质地坚硬饱满... 详细信息

昆虫与真菌之间的关系十分密切。我们首次在圆唇散白蚁Reticulitermes labralis（Hsia）蚁巢的卵堆中发现了一种真菌菌核,经过分子鉴定为Fibulorhizoctonia sp.。该菌核是一种球形或近球形的棕褐色颗粒,直径为0.30-0.40 mm,质地坚硬饱满,能萌发密集的白色菌丝,菌丝的生长方式为蔓延发射状。目前关于该真菌的研究报道非常少。本研究通过观察四种散白蚁搬运Fibulorhizoctonia sp.菌核、菌核在圆唇散白蚁R./abralis巢内的发育、圆唇散白蚁 ***识别卵和菌核的行为观察实验、Fibulorhizoctoniasp.真菌转录组测序以及该真菌纤维素酶基因表达研究,揭示了圆唇散白蚁***与菌核之间的关系,即工蚁可以通过取食菌丝获取额外的纤维素酶和能量。研究得到以下结果和结论:1.在圆唇散白蚁***、尖唇散白蚁***、黄胸散白蚁 ***和黑胸散白蚁 *** 的巢中放入菌核,我们发现除了尖唇散白蚁 ***之外,其他三种散白蚁都会将Fibulurhizoctonia sp.菌核搬进蚁巢内并和白蚁卵放在一起照料;将菌核和卵放在一起时,工蚁先搬卵后搬运菌核,表明圆唇散白蚁***工蚁能够准确辨别白蚁卵和真菌菌核。2.在没有白蚁的培养皿或木屑内,菌核能够不断萌发密集的菌丝,但在圆唇散白蚁*** 巢内,我们从未观察到菌核萌发出菌丝,而且蚁巢内的菌核颜色由浅褐色变成深色甚至变成黑色,数量也越来越少。我们推测是工蚁取食了菌核萌发的菌丝,最终菌核老化。3.对Fibulorhizoctonia sp.真菌进行转录组测序分析,一共得到31,412,704 clean reads,样本产生了超过6G的数据量。基于总的clean data,得到了 28,026个Unigenes,通过Trinity程序组装的片段范围是201 bp到13,121 bp,平均长度为998 bp,N50长度为1,647 bp,Q20为96.9%,GC含量为53.57%。注释到NR的基因有17,291个,8,959个基因匹配到Swiss-Prot数据库中,有7,407个基因在KOG中匹配,4,990个基因在KEGG中匹配,在四个数据库中都有注释的基因数量是3,976个。本研究首次完成了Fibulorhizoctonia sp.真菌的转录组测序,在28,026个总Unigenes中,有17,399个有注释的功能基因,还有10,627个Unigenes不能根据已知基因信息对它们进行功能注释,其中可能存在该真菌特有的基因。4.通过实时定量PCR分析,我们在Fibulorhizoctonia sp.真菌中验证了 12个纤维素酶基因,其中包括3个外切葡聚糖酶,4个内切酶和5个β-葡糖苷酶。通过对尖唇散白蚁*** 和圆唇散白蚁***体内3个纤维素酶基因相对表达水平的比较,发现在两种散白蚁中,β-葡糖苷酶（1）表达水平没有显著性差异;β-葡糖苷酶（2）在圆唇散白蚁***中的表达量约是尖唇散白蚁 ***的1.4倍（P＜0.05）;内切酶在圆唇散白蚁***中的表达量约是尖唇散白蚁***的1.9倍（P＜0.05）。这3个纤维素酶基因表达量的差异,可能是因为两种散白蚁降解纤维素的效率不同,推测圆唇散白蚁***在纤维素酶合成与利用方面比尖唇散白蚁***更进化,这可能直接影响它们在个体发育及生殖能力方面的差异。

关键词：圆唇散白蚁真菌 Fibulorhizoctonia sp. 纤维素酶尖唇散白蚁

基于转录组测序技术对圆唇散白蚁雌性工蚁向补充繁殖蚁转化过程中的基因表达研究

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基于转录组测序技术对圆唇散白蚁雌性工蚁向补充繁殖蚁转化过程中...

作者：杨晓娟西北大学

学位级别：硕士

低等白蚁散白蚁属Reticulitermes的工蚁(worker)品级具有发育的可塑性,既可以终生维持为工蚁品级,也可以根据巢群需求分化成巢群的守卫者兵蚁,或者分化成为巢群的补充繁殖蚁。在圆唇散白蚁***(Hisa)中,当巢群发生隔离或者繁殖蚁缺失时,... 详细信息

低等白蚁散白蚁属Reticulitermes的工蚁(worker)品级具有发育的可塑性,既可以终生维持为工蚁品级,也可以根据巢群需求分化成巢群的守卫者兵蚁,或者分化成为巢群的补充繁殖蚁。在圆唇散白蚁***(Hisa)中,当巢群发生隔离或者繁殖蚁缺失时,雌性老龄工蚁会经过两次蜕皮,历经前补充繁殖蚁(pre-neotenic reproductive,pre-NR)阶段发育成补充繁殖蚁(neotenic reproductives,NR),接替巢群的繁殖工作。目前关于雌性工蚁向补充繁殖蚁品级的分化调控机理以及功能性基因研究甚少。在本研究中,以圆唇散白蚁原始巢群的雌性老龄工蚁、隔离饲养三周的雌性老龄工蚁(isolated worker,IW)以及由隔离工蚁分化而来的雌性补充繁殖蚁为研究对象,使用RNA-Seq筛选出雌性工蚁向补充繁殖蚁转化调控的关键候选基因及其相关的代谢调控通路,揭示雌性工蚁向补充繁殖蚁转化过程中的基因调控。主要研究结果如下:***、IW和NR通过转录组测序共获得66.85Gb的Clean reads,每个样品的Q30均高于90.96%且GC含量在43.33%-44.91%之间,组装拼接后共获得112,954个unigenes,通过与数据库比对,其中有17,535个unigenes在四大数据库中均被注释,Nr注释unigene为40,073个,在Swiss-Prot数据库中比对得到29,540个unigenes,在KOG分类中,共获得有25,453个KOG功能注释,KEGG中共注释得到的unigene为20,116个。此次转录组测序首次完成了圆唇散白蚁worker、IW和NR数据库的构建,为散白蚁基因的功能研究、白蚁生长发育和品级分化等提供了丰富的基因数据库资源,并对揭示工蚁繁殖可塑性的机理提供了分子研究依据。2.使用edger软件对样本间的差异表达基因进行筛选,结果表明,worker与IW的差异表达基因为17,405个,IW与NR的差异表达基因为30,332个,worker与NR的差异表达基因为7,016个,此次分析结果为后期基因功能研究提供丰富的资源,也为工蚁转化过程中关键调控基因的筛选提供了参考数据。接下来使用STEM软件对worker、IW和NR的差异表达基因进行趋势聚类分析,结果表明,有38,070个差异表达基因聚类为8个表达模式,通过对差异表达基因聚类分析获得符合工蚁转化调控的显著趋势模块profile5,结合GO以及KEGG富集分析,筛选出Ras信号通路的Ras基因和Ca M基因以及白蚁特有的免疫基因Termicin和Transferrin作为关键的候选基因,通过对候选基因表达量的研究揭示工蚁转化为补充繁殖蚁的基因调控机理。3.使用q RT-PCR对worker、IW和NR的测序结果进行检测,筛选出5个Ras信号通路基因和7个免疫相关基因进行q RT-PCR分析,检测结果在雌性工蚁向补充繁殖蚁转化过程中基因的表达变化趋势与转录组测序的结果相符,表明本次测序获得的数据和分析结果真实可靠,可以用于后期生物学分析比较。***蛋白作为Ras基因的表达产物,在胞外信号刺激所产生的信号转导通路中处于重要位置。隔离工蚁通过外界环境隔离因子的刺激,使Ras基因的表达量显著升高,Ras基因在IW中的表达量约是worker的130倍(p白蚁特有的免疫基因,在NR中的表达量显著高于worker和IW,表明在圆唇散白蚁中的NR对于病原菌具有很强的抵抗力。实时定量结果验证的免疫相关基因在IW的表达量明显高于worker,表明在工蚁转化为补充繁殖蚁的过程中对于病原菌的抵抗能力增强。6.首次研究促性腺激素释放激素受体(gonadotrophin releasing hormone receptor,Gn RHR)基因在雌性工蚁向补充繁殖蚁转化中的表达动态变化,以工蚁为对照组对q RT-PCR实

关键词：转录组圆唇散白蚁工蚁隔离工蚁补充繁殖蚁基因表达