WO噬菌体的发现及与宿主Wolbachia相互关系的研究噬菌体是以细菌为宿主的病毒,有高度的宿主特异性,是细菌遗传进化重要的推动力,也是细菌水平转移的催化剂,可以往返穿梭于独特的DNA之间进入宿主基因组中。然而,在专性寄生的胞内共生菌中则很少发现噬菌体的存在。Shinjit和Masui(2000)首次在Teleogryllus taiwanemma的Wolbachia基因组中发现了噬菌体的遗传物质,并将其定名为WO噬菌体。WO噬菌体既能以溶原状态插入到Wolbachia染色体中,也可裂解状态自由存在于细胞质中。因此很可能携带重要的基因以原噬菌体的形式插入到Wolbachia基因组中并参与Wolbachia调控宿主生殖方式。本论文的主要内容及取得的初步成果如下:1.本研究利用编码WO噬菌体衣壳蛋白的orf7基因,通过PCR扩增于国际上首次在米蛾体内发现存在WO噬菌体对胞内菌Wolbachia的感染,成功提取获得WO噬菌体的颗粒体,并进行了电镜观察。2.首次研究了WO噬菌体与Wolbachia的侵染关系以及WO噬菌体在不同地理种群和世代间存在的稳定性。结果表明,WO噬菌体不是自由存在于昆虫体内的寄生病毒,WO噬菌体是侵染胞内菌Wolbachia的专性病毒,在不同地理种群和世代间WO噬菌体均可以稳定的对Wolbachia垂直传播。推得:WO噬菌体侵染胞内菌Wolbachia并与之经历了长期、稳定的协同进化,从而形成演化共同体。3.研究了调查了包括膜翅目、鳞翅目、双翅目和半翅目的12种含Wolbachia的昆虫宿主体内WO噬菌体的感染情况。其中8种昆虫宿主体内含有WO噬菌体,该8种昆虫宿主均为作者首次报道;其余4种不含WO噬菌体的均为赤眼蜂种类。研究表明,WO噬菌体对Wolbachia宿主具有很强的侵染力,并很可能与诱导宿主的胞质不亲和表型(CI)相关。4.对稻水象甲(Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel))、黑腹果蝇(Drosophilamelanogaster)、麻蝇(Sarcophaga spp.)、麦蛾茧蜂(Bracon hebetor Say)、米蛾(Corcyracephalonica))、寄蝇(Tachinida spp.)、茧蜂(Braconida spp.)等7种昆虫体内Wolbachia所感染WO噬菌体的orf7基因进行克隆测序,得到7个克隆,16个序列,并分别登录到Genebank。进行系统发育分析:WO噬菌体所表现的拓扑结构与其宿主Wolbachia的wsp基因系统树的拓扑结构不一致,说明WO噬菌体与Wolbachia两者的系统发育关系相关性不明显。5.首次利用RT-PCR技术研究了米蛾雌成虫、雄成虫、蛹、幼虫和卵中Wolbachia的wsp和WO噬菌体的orf7基因表达情况,并对这两个基因的表达量进行对比分析。结果表明,在米蛾的蛹、幼虫和雌虫体内,wsp和orf7基因表达效果基本一致,明显表达且表达量显著,而在卵和雄虫体内则几乎不表达,仅以原噬菌体的形式存在。在米蛾的各个生长发育过程中wsp基因的表达量趋于平稳。而orf7基因的表达量差异显著,从蛹期开始其表达量激增。表明,WO噬菌体在米蛾的雄性和雌性个体内的表达是不同的,WO噬菌体与宿主Wolbachia一样均是由母系细胞遗传。6.利用Real-Time PCR方法首次检测米蛾、麦蛾茧蜂、黑腹果蝇的Wolbachia的wsp基因和WO噬菌体的orf7基因进行,研究Wolbachia和WO噬菌体的诱导表达量。结果表明,三种昆虫体内wsp基因表达量及orf7基因表达量是不同的。其中wsp基因表达量差异不大,而orf7基因表达量差异较大