论文部分内容阅读
橘二叉蚜Aphis aurantii(Hemiptera:Aphididae)是一种亚热带农林害虫,取食范围广泛,能够危害柚子、柑橘、山茶等多类经济作物,在我国南方广泛分布。有研究通过COI、gnd基因建树发现福州地区取食不同寄主植物的橘二叉蚜基本聚为一枝,但是榕属橘二叉蚜样本却单独聚在另一枝上并且根据遗传距离表明存在一定的遗传分化。因此为了探究不同寄主植物上橘二叉蚜体内共生细菌多样性,了解共生细菌对橘二叉蚜寄主植物利用可能造成的影响,这对于进一步揭示共生细菌对寄主植物利用,明晰共生细菌、寄主以及寄主植物三者之间协同进化具有重要意义,也能够为橘二叉蚜防控等提供理论依据。本研究主要利用高通量技术调查了福州地区取食10科不同植物上的橘二叉蚜体内共生细菌组成,并在此基础上利用分子克隆技术获得榕属橘二叉蚜体内相关细菌的16S rRNA全长,重构细菌的系统发育关系,阐述细菌的进化格局。此外,通过荧光原位杂交以及透射电镜技术对榕属橘二叉蚜体内相关细菌进行定位,取得的主要研究结果如下:通过提取不同寄主植物上橘二叉蚜基因组DNA并对细菌16S V3-V4区域进行高通量检测,发现橘二叉蚜体内细菌主要分布在变形菌门Proteobacteria。在科水平上所有橘二叉蚜样本主要以肠杆菌科Enterobacteriaceae为主,但是在金缕梅科植物样本中立克次氏体科Rickettsiaceae、桑科植物样本体内Orbaceae科细菌相对丰度较高。在属水平上,除了茜草科样本中次级共生菌Serratia相对丰度高于体内初级共生菌Buchnera,其余寄主植物上橘二叉蚜体内仍然是以Buchnera为主要的优势细菌。其次,山茶科次级优势菌为Serratia,桑科榕属植物上次级优势菌是一类特异细菌,被注释为‘Gilliamella’。此外,金缕梅科植物上的两号橘二叉蚜体内细菌组成、丰度差异大。根据OTU所建的NJ树发现,榕属橘二叉蚜体内‘Gilliamella’并没有和蜜蜂体内的Gilliamella聚在一个分枝上。通过分子克隆获得了榕属橘二叉蚜体内‘Gilliamella’细菌的16S rRNA全长,并与Orbaceae科细菌计算了序列之间的同源性、遗传距离而后分析了相关细菌系统发育关系,发现榕属特异细菌与蜜蜂肠道细菌Gilliamella序列之间同源性(92.80~94.70%)、遗传距离(0.053~0.075)差异较大且建树发现榕属橘二叉蚜‘Gilliamella’与蜜蜂肠道细菌Gilliamella没有聚在一起,而是单独聚为一枝。因而,榕属橘二叉蚜‘Gilliamella’应为一类隶属于Orbaceae科的新属细菌并提出暂定名‘Candidatus Zhangtaonella aphidicola’。通过荧光原位杂交技术和透射电镜对‘Ca.Zhangtaonella aphidicola’进行的定位,表明此类细菌在蚜虫体内分布与之前共生细菌并不相同,主要分布在橘二叉蚜肠道上皮细胞中。综上所述,本文调查了福州地区不同寄主植物上的橘二叉蚜体内共生细菌的多样性,证明了芸香科、山茶科以及桑科等不同寄主植物上橘二叉蚜细菌组成存在差异。此外,即便是取食同一类寄主植物的橘二叉蚜,其体内细菌丰度也存在差异。在桑科榕属橘二叉蚜样本体内发现了一类特异细菌,通过对榕属植物上橘二叉蚜体内特异细菌进行系统发育分析,发现此类细菌应该是隶属于Orbaceae科的新属细菌并给出了暂定名‘Ca.Zhangtaonella aphidicola’。在对‘Ca.Zhangtaonella aphidicola’进行定位时发现此类细菌分布在橘二叉蚜肠道上皮细胞中。这些证据暗示着‘Ca.Zhangtaonella aphidicola’对橘二叉蚜克服榕树汁液、取食榕树可能存在重要影响,该细菌可能也是导致榕属橘二叉蚜分化的原因。除此之外,‘Ca.Zhangtaonella aphidicola’可能也正在经历着从自由生活的细菌向胞内共生转变的阶段。