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环境昆虫学报 2014年第2期36卷 252-259页

作者：邴孝利饶琼栾军波刘树生浙江大学昆虫科学研究所农业部农业昆虫学重点实验室杭州310058 浙江农林大学农业与食品科学学院杭州临安311300

hamiltonella是节肢动物体内的一种次生共生细菌,目前主要在蚜虫和粉虱体内发现,其有两种传播方式,即随母系生殖垂直传播和在寄主个体间水平传播。在自然界中,hamiltonella在蚜虫中的侵染率一直维持在中等水平,而在烟粉虱物种复合体中... 详细信息

hamiltonella是节肢动物体内的一种次生共生细菌,目前主要在蚜虫和粉虱体内发现,其有两种传播方式,即随母系生殖垂直传播和在寄主个体间水平传播。在自然界中,hamiltonella在蚜虫中的侵染率一直维持在中等水平,而在烟粉虱物种复合体中仅感染入侵隐种B和Q。hamiltonella在寄主体内的功能研究还很匮乏,目前已知的功能主要是与寄主防御反应相关,蚜虫受hamiltonella侵染后,其抵抗寄生蜂寄生的能力显著增加。直接的生物学性状观察没有发现hamiltonella对豌豆蚜有不利影响,相反,感染hamiltonella的豌豆蚜生活力更强。但hamiltonella在黑豆蚜中表现出对寄主不利的现象。除了影响寄主抗逆能力,hamiltonella也可以对植物病毒在烟粉虱体内的循环提供保护,从而有利于植物病毒的传播。目前,蚜虫hamiltonella和烟粉虱hamiltonella的基因组测序已陆续完成,hamiltonella基因组信息将为其功能研究提供新的思路与视角。

关键词： hamiltonella 共生细菌蚜虫粉虱寄生蜂

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共生菌hamiltonella和Rickettsia调控烟粉虱精子活力的研究

共生菌Hamiltonella和Rickettsia调控烟粉虱精子活力的研究

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作者：张诺沈阳农业大学

学位级别：硕士

烟粉虱体内含有多种共生菌,烟粉虱与共生菌的共生关系影响烟粉虱的生长、繁殖和发育。我国两个重要的烟粉虱隐种MEAM1和MED都携带原生共生菌Portiera和至少一种次生共生菌(如Rickettsia和hamiltonella)。Rickettsia或hamiltonella缺失... 详细信息

烟粉虱体内含有多种共生菌,烟粉虱与共生菌的共生关系影响烟粉虱的生长、繁殖和发育。我国两个重要的烟粉虱隐种MEAM1和MED都携带原生共生菌Portiera和至少一种次生共生菌(如Rickettsia和hamiltonella)。Rickettsia或hamiltonella缺失会影响烟粉虱的后代性比。烟粉虱为单双倍体昆虫,受精卵发育为雌虫,未受精卵发育为雄虫。因此,共生菌缺失可能影响烟粉虱的精子活力从而影响烟粉虱的受精和后代性比。目前大多数关于共生菌调控昆虫生殖以及后代性别失调的研究都聚焦于雌虫,关于共生菌如何调控雄虫生殖的研究还是空白。因此本研究重点关注烟粉虱精子,检测携带不同共生菌的自然种群和抗生素饲喂去菌后的烟粉虱种群雄虫精巢以及雌虫受精囊的精子活力,分析烟粉虱精子活力相关基因表达及蛋白磷酸化修饰,探讨缺失共生菌导致的性别失调是否是由雄虫精子活力下降或丧失造成的。具体研究结果如下:***对烟粉虱雄虫精子活力的影响本章试验以烟粉虱隐种MED为研究对象。本实验室于后山园艺实验大棚采集烟粉虱,在实验室条件下繁殖多代,通过基因渗入的方法建立了具有一致遗传背景的Portiera,hamiltonella和Rickettsia侵染以及Portiera和hamiltonella侵染的烟粉虱隐种MED种群。从雄虫精巢及雌虫受精囊解剖、荧光核酸染料的稀释配比与孵育助渗透两个方面,以两种荧光核酸染料为主体(PI染色死亡精子呈现红色荧光,SYBR14染色活精子显示绿色荧光),对死活两种状态精子同时区分标记,建立了针对烟粉虱精子活力检测的实验方法。本试验首先检测羽化第1 d、4 d、7 d烟粉虱雄虫体内Rickettsia的滴度变化,发现相对于羽化第1 d的烟粉虱雄虫,羽化第4 d及第7 d烟粉虱雄虫体内Rickettsia滴度显著降低。为了探究Rickettsia滴度变化是否影响精子活力,分别检测羽化第1d、4d、7d的携带与不携带Rickettsia烟粉虱雄虫睾丸、储精囊内精子的活力情况。结果显示,与对照组携带Rickettsia的烟粉虱雄虫相比,不携带Rickettsia的烟粉虱雄虫精子活力并无显著差异,同一种群不同虫龄的烟粉虱雄虫精子活力也无显著差异。***对雌虫受精囊精子活力、凋亡及自噬的影响本章试验以烟粉虱隐种MED雌虫为研究对象,解剖雌虫受精囊,检测携带共生菌Rickettsia及不携带Rickettsia雌虫受精囊内精子活力情况。结果显示,不携带Rickettsia的雌虫,其受精囊内精子大多可被两种荧光染剂同时标记,表现为“垂死状态”。由此判断不携带Rickettsia的雌虫,其受精囊内大多数精子处于活力不佳状态,虽然并未完全死亡,但极有可能无法正常与卵细胞结合。携带Rickettsia的雌虫受精囊内精子也有一定数量的精子死亡,但共聚焦显微镜下标记死亡精子的红色荧光和标记存活精子的绿色荧光界限清晰,且活精子数量居多。在此试验结果的基础上,为进一步探索精子死亡机制,选用自噬标记蛋白Atg8及凋亡标记蛋白Casepase3抗体,对受精囊内精子进行了凋亡和自噬情况的检测。发现携带与不携带Rickettsia的雌虫受精囊内精子均未检测到凋亡及自噬抗体的荧光信号。推测雌虫受精囊内精子死亡可能并非凋亡或自噬。***对烟粉虱雄虫和雌虫精子活力的影响本章试验以烟粉虱隐种MEAM1为研究对象,通过饲喂抗生素来降低烟粉虱体内共生菌hamiltonella滴度。试验发现,与携带共生菌hamiltonella的烟粉虱相比,缺失共生菌hamiltonella的烟粉虱雄虫睾丸、储精囊内精子的活力情况无明显差异,精子活力状态良好;与携带共生菌hamiltonella烟粉虱雌虫相比,缺失共生菌hamiltonella雌虫受精囊内精子活力显著下降。***对烟粉虱精子活力相关基因表达及蛋白磷酸化修饰的影响转录组分析发现,与携带hamiltonella的烟粉虱成虫相比,缺失hamiltonella的烟粉虱雌虫中共发现3个与精子相关的基因表达下调。包括:射精球特异性蛋白3(Ebp III)、PH和SEC7结构域含蛋白4(Psd4)、Kv通道相互作用蛋白3(Kcnip3)。其中Ebp III是重要的“射精”蛋白。Psd4能够与精子细胞膜磷脂成分PI(4,5)P2结合。Kcnip3能够正向调控细胞内离子运输,以钙依赖和异构体特异性的方式调节通道密度、失活动力学和失活恢复速率。比较携带与缺失hamiltonella的烟粉虱蛋白磷酸化修饰,发现,与携带hamiltonella的烟粉虱成虫相比,缺失hamiltonella的烟粉虱中2个与精子活力相关的蛋白磷酸化水平均上调。其中Disks large

关键词：烟粉虱精子活力生殖调控共生菌 hamiltonella Rickettsia 基因表达蛋白磷酸化修饰

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Diversity of secondary endosymbionts among different putative species of the whitefly Bemisia tabaci

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Insect Science 2013年第2期20卷 194-206页

作者： Xiao-Li Bing Yong-Ming Ruan Qiong Rao Xiao-Wei Wang Shu-Sheng Liu Ministry of Agriculture Key Laboratory of Agricultural Entomology Institute of Insect Sciences Zhejiang University Hangzhou College of Chemistry and Life Science Zhejiang Normal University Jinhua Zhejiang Province China

Endosymbionts are important components of arthropod biology. The white- fly Bemisia tabaci （Gennadius）（Hemiptera： Aleyrodidae） is a cryptic species complex composed of 〉28 putative species. In addition to the primary endosymbiont Portiera aley- rodidarum, six secondary endosymbionts （S-endosymbionts）, hamiltonella, Rickettsia, Wolbachia, Cardinium, Arsenophonus and Fritschea, have been identified in B. tabaci thus far. Here, we tested five of the six S-endosymbiont lineages （excluding Fritschea） from 340 whitely individuals representing six putative species from China. Harniltonella was detected only in the two exotic invaders, Middle East-Asia Minor 1 （MEAM 1） and Mediter- ranean （MED）. Rickettsia was absent in Asia II 1 and MED, scarce in Asia II 3 （13%）, but abundant in Asia II 7 （63.2%）, China 1 （84.7%） and MEAM1 （100%）. Wolbachia, Cardinium and Arsenophonus were absent in the invasive MEAM1 and MED but mostly abundant in the native putative species. Furthermore, phylogenetic analyses revealed that some S-endosymbionts have several clades and different B. tabaci putative species can harbor different clades of a given S-endosymbiont, demonstrating further the complexity of S-endosymbionts in B. tabaci. All together, our results demonstrate the variation and diversity of S-endosymbionts in different putative species ofB. tabaci, especially between invasive and native whiteflies.

关键词： Arsenophonus Cardinium hamiltonella Rickettsia whitefly Wolbachia

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不同寄主植物上烟粉虱次生共生菌感染与性比相关性

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应用昆虫学报 2015年第1期52卷 89-95页

作者：瞿钰峰李永腾刘向东方继朝郭慧芳江苏省农业科学院植物保护研究所南京210014 南京农业大学植物保护学院昆虫学系南京210095

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)体内次生共生菌感染受寄主植物的影响,一些共生菌会引起害虫的雌性化,明确田间不同寄主植物上害虫种群中共生菌与性比的相关性,可有利于进一步了解烟粉虱田间种群暴发机制。【方法】采集田间不... 详细信息

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)体内次生共生菌感染受寄主植物的影响,一些共生菌会引起害虫的雌性化,明确田间不同寄主植物上害虫种群中共生菌与性比的相关性,可有利于进一步了解烟粉虱田间种群暴发机制。【方法】采集田间不同寄主植物上烟粉虱成虫,观察其性比,并对其中次生共生菌进行分子检测,分析共生菌携带率与性比相关性。【结果】江苏南京地区棉花、番茄、黄瓜和红薯4种寄主植物上烟粉虱次生共生菌hamiltonella和Rickettsia感染均存在显著差异,其中hamiltonella为优势共生菌,感染率依次为:棉花>黄瓜>番茄>红薯。寄主植物间Wolbachia和Cardinium的感染率均无显著差异。各寄主植物上烟粉虱雌性比均高于60%,其中黄瓜上高达75.6%,但不同寄主植物间无显著差异。进一步分析表明,hamiltonella和Rickettsia感染率均与烟粉虱雌性比呈显著的二次多项式相关性。当hamiltonella和Rickettsia感染率分别低于69%和5%时,随着感染率提高,烟粉虱雌性比上升,当感染率高于上述值时,则随着感染率增加,雌性比下降。【结论】棉花、番茄、黄瓜和红薯4种寄主植物上烟粉虱均表现出雌性化,但不同寄主植物间性比无差异,烟粉虱体内次生共生菌与性比存在相关性。

关键词：烟粉虱寄主植物雌性比 hamiltonella Rickettsia

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