摘要
在节肢动物宿主的生长发育过程中,其体内的微生物群落(主要是细菌群落)起着重要的作用,例如为宿主提供必须的营养物质、帮助宿主抵御天敌的捕食和病原菌的入侵、免疫应答等。然而,迄今为止,对于截形叶螨体内的细菌群落我们仍然知之甚少。 截形叶螨Tetranychustruncatus是我国重要的农业害虫,有着体积小、繁殖快、易产生抗药性等特点,是公认的最难防治害虫之一,并且近年来在我国呈暴发趋势,严重威胁农作物产量和质量。前期研究发现,截形叶螨能同时感染多种共生菌,在野外调查中我们也发现普遍存在Wolbachia和Spiroplasma共感染截形叶螨。共生菌能够多方面影响宿主生殖和适合度,并通过影响宿主而使得自身更好的在宿主种群中生存和传播。考虑到细菌微生物与宿主间的紧密联系,我们迫切需要探索截形叶螨体内细菌群落的形成及其对宿主的影响。本文中,我们使用浓度等比升高的四环素溶液(0.005g/l,0.05g/l,0.5g/l,5/l)对截形叶螨进行处理,探究抗生素对截形叶螨的生殖和发育的影响,并通过16SrRNA基因扩增子高通量测序以及实时荧光定量PCR技术在分子层面分析了菌群的变化。主要结果如下: 1.抗生素处理降低双感染Wolbachia和Spiroplasma截形叶螨生殖及适合度 抗生素显著降低了第一代截形叶螨的产卵量,但不影响第二代叶螨。仅轻微影响孵化率,高浓度的抗生素干扰使得后代中雄虫比例升高。经抗生素处理的截形叶螨发育历期缩短,在低浓度0.005g/l时效果最显著。叶螨的寿命仅在高浓度5g/l干扰下会下降。 2.抗生素处理对Wolbachia和Spiroplasma的影响 在雄截形叶螨体内,Wolbachia和Spiroplasma两种共生菌的滴度会随着处理浓度的升高而呈显著性下降趋势,例外的是低浓度抗生素能使得Wolbachia滴度显著上升,但抗生素对Spiroplasma滴度的影响效果不显著。此外,雄螨体内Wolbachia滴度几乎是雌螨体内两倍,相反的是Spiroplasma在雌螨体内显著高于雄螨。这种差异可能是由于感染Wolbachia雄螨诱导CI表型而引起的。 3.抗生素处理对截形叶螨体内细菌群落的影响 通过16SrRNA基因测序,研究了不同浓度抗生素处理对截形叶螨体内细菌菌群的影响。我们发现在所有实验组中,雄螨细菌群落的多样性显著高于雌螨,雌雄螨之间菌群差异明显。然而,不同抗生素浓度处理下,同性别实验组之间菌群多样性差异并不显著,意味着四环素溶液处理不影响昆虫体内细菌菌群多样性;Gammaproteobacteria、Mollicutes、Bacteroidia、Clostridia和Alphaproteobacteria是截形叶螨细菌群落的主要的细菌纲;不同性别和不同处理浓度组之间,组内高丰度的细菌菌群变化差异明显,表明四环素改变了菌群结构。 总之,我们进一步明确了截形叶螨共生菌及细菌群落与宿主生殖及适合度之间的相互关联性,借助分子生物学技术探讨了截形叶螨体内普遍共感染的两种共生菌Wolbachia和Spiroplasma以及细菌群落变化对宿主适合度及生殖的影响。这些研究有助于我们更好的了解宿主与细菌之间错综复杂的相互作用关系,为叶螨综合防治提供新的指导。