7种可遗传生殖调控型共生菌在榕小蜂中的感染情况研究

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榕果-传粉榕小蜂共生体系是阐释昆虫和植物之间共生和协同进化的重要经典模型。经过上百万年的进化,传粉榕小蜂和榕树之间几乎形成了严格的“一对一”模式。从受精卵或卵的发育、个体的生长到交配产卵,传粉榕小蜂的整个非成熟阶段都在密闭的果腔内渡过。非传粉榕小蜂和传粉榕小蜂共生于相同的榕果环境中,它们作为拟寄生者或者寄居者,从果外或果内产卵于子房或者其它小蜂的幼虫体内。也就是说榕小蜂的整个生命过程几乎都是在果内环境中渡过,与外界环境中的昆虫等少有交流。  近年来其它几种生殖调控型共生菌的逐步发现也越来越引起大家的关注,如Cardinium,Arsenophonus,Richettsia,Flavobacterium和Spiroplasma,这些共生菌在昆虫宿主中发挥着和Wolbachia相似的生殖调控作用。这些生殖调控型共生菌在昆虫中的感染不仅表现为感染的广泛性,还常表现为同种不同共生菌种的在同一昆虫群体中的双感染或多感染现象。其中Cardinium,Arsenophonus,Richettsia在膜翅目昆虫如Encarsia,Nasonia,Neochrysocharis,Polistes和Diplolepis等小蜂中均已有感染报道,但是后两种共生菌在膜翅目中还没有过报道。  生密闭环境中生存的榕小蜂是Wolbachia发生率最高的昆虫群体,两者呈现出复杂的系统发育关系。但是两者复杂的系统发育关系是否还有其它类似生殖调控型共生菌的参与或干扰,这一直是Wolbachia和榕小蜂系统研究中被忽视的影响因素。本研究采用常规PCR方法,系统检测了7类在昆虫中已发现的生殖调控型共生菌在中国地区66种榕小蜂中的感染情况。结果发现,除Wolbachia外,另外6类非Wolbachia生殖调控型共生菌在调查的榕小蜂中感染率为零。在本研究中Wolbachia在榕小蜂种间的发生率高达79%,超过以往三次的调查结果,暗示了榕小蜂可能是Wolbachia发生率最高的昆虫群体。非Wolbachia生殖调控型共生菌在1215头榕小蜂中的零感染说明,密闭榕果形成的物理隔离可能阻断了非Wolbachia生殖调控型共生菌向果内榕小蜂水平传播的途径,同时也暗示了Wolbachia可能是庞大的榕小蜂群体感染的唯一一类可遗传的生殖调控型共生菌。这些结果说明密闭环境中相互作用的Wolbachia和榕小蜂系统是研究昆虫宿主与可遗传生殖调控型共生菌复杂系统发育关系的理想模式系统。
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