伴生细菌在入侵种桉树枝瘿姬小蜂克服桉树抗性中的作用

【目的】桉树枝瘿姬小蜂是我国近年来发现的一种主要危害桉属树种的外来有害生物。本研究旨在通过探究中国桉树枝瘿姬小蜂主要伴生细菌在桉树枝瘿姬小蜂成功定殖中的作用。【方法】测定不同抗性品系桉树的次生代谢物质黄酮和单宁的含量以及易感品系桉树在枝瘿姬小蜂危害前后的含量变化。通过体外抑菌和化学物质降解实验,探究桉树枝瘿姬小蜂主要伴生细菌对抗虫性物质黄酮和单宁的耐受性及降解能力。【结果】抗性品系桉树的黄酮和单宁的含量明显高于易感品系,易感品系在桉树枝瘿姬小蜂危害后黄酮和单宁的含量显著提高;高浓度的黄酮和单宁会抑制桉树枝瘿姬小蜂伴生细菌的生长,在中低浓度黄酮和单宁的条件下,主要伴生细菌能够适应,并继续繁殖;桉树枝瘿姬小蜂伴生细菌具有一定的降解黄酮和单宁的能力,其中细菌Staphylococcus cohnii降解黄酮的能力比Pseudomonas geniculate稍强,而Bacillus wiedannii、Serratia macescens对单宁具有较强的降解能力。【结论】桉树枝瘿姬小蜂侵染桉树后,可以诱导桉树产生抗性,桉树产生大量的次生代谢物质来抵御桉树枝瘿姬小蜂的危害,而桉树枝瘿姬小蜂部分伴生细菌可降解桉树次生代谢物质来帮助小蜂克服植物抗性完成定殖。     

寄主植物对桉树枝瘿姬小蜂生物学特性的影响

桉树枝瘿姬小蜂Leptocybe invasa Fisher&La Salle是桉属(Eucalyptus)植物的重要枝叶害虫。自2007年在我国发现以来,对广西、海南及广东地区的桉树种植已造成严重危害。本文在野外调查的基础上,研究了海南和广东地区共5种桉树上桉树枝瘿姬小蜂的虫体大小、寿命及怀卵量。结果表明,桉树品种能够显著影响桉树枝瘿姬小蜂的虫体大小;用40%蜂蜜水进行补充营养时,不同寄主植物上桉树枝瘿姬小蜂雌成虫的寿命差异显著,而桉树枝瘿姬小蜂雄虫在不同寄主间无显著性差异;不同寄主植物上桉树枝瘿姬小蜂雌成虫的怀卵量不同,并且随着日龄的延长,其怀卵量呈现上升的趋势。     

桉树枝瘿姬小蜂幼虫林间化学防治试验

选用70%吡虫啉水分散粒剂、40%毒死蜱乳油、25%噻虫嗪水分散粒剂以及这3种农药的混配剂,分别稀释成5、10、20倍液,采用注干法对桉树枝瘿姬小蜂幼虫进行林间药效试验。试验表明,施药30 d后,相同浓度的不同药剂对桉树枝瘿姬小蜂幼虫的校正死亡率则存在极显著差异。混配剂5倍液的防治效果最好,在30 d内对桉树枝瘿姬小蜂幼虫的校正死亡率为81.63%。施药后5～10 d,桉树枝瘿姬小蜂幼虫的死亡率增长速度最快;施药10 d后,死亡率的增长速度明显变缓。同一种药剂的浓度越高,对桉树枝瘿姬小蜂幼虫的致死时间越短。     

生态因子对赣南桉树枝瘿姬小蜂雄成虫比率的影响

桉树枝瘿姬小蜂Leptocybe invasa具有偏雌性的特点,了解桉树枝瘿姬小蜂的性比规律,有利于监测和掌控该蜂的种群动态,便于及时有效防控该蜂.2017年至2019年,采用在桉树Eucalyptus林中悬挂黄色粘虫板的方法,监测、观察桉树枝瘿姬小蜂成虫的发生动态,通过分析该蜂雄成虫比率及其影响因子,以弄清生态因子对...     

尾叶桉无性系生长、干形和抗枝瘿姬小蜂综合选择

对尾叶桉60个无性系进行了生长量和桉树枝瘿姬小蜂的敏感性调查。结果表明, 生长性状在无性系单株间存在显著的相关性,而尾叶桉受姬小蜂的危害情况与生长性状间无显著相关性。对遗传参数的估算表明, 尾叶桉无性系抗桉树枝瘿姬小蜂水平有较高的重复力,可以通过无性系选择获得抗蜂、速生的尾叶桉无性系。最终通过独立淘汰法选择出6个优良的尾叶桉无性系。     

桉树枝瘿姬小蜂胚胎发育及胚后发育

【目的】对桉属树木的重要害虫桉树枝瘿姬小蜂Leptocybe invasa胚胎发育及胚后发育生物学特征进行详细调查,以期深入了解该害虫的生物学特征及发生为害规律。【方法】对桉树枝瘿姬小蜂雌性生殖系统、卵、虫瘿进行解剖,观察其胚胎发育和胚后发育过程,测量其各发育阶段的虫瘿、虫室和幼体的体积及薄壁细胞层的厚度。【结果】桉树枝瘿姬小蜂完成胚胎发育约需138 h,由3个阶段组成：产卵后0-24 h为营养物质聚集期;36-84 h为胚胎期;96-138 h为孵化期。桉树枝瘿姬小蜂在虫瘿内完成发育,其发育过程与虫瘿发育过程保持一致。虫瘿结构由3个基本层组成,由外至内分别为表皮层、中间层和薄壁细胞层。桉树枝瘿姬小蜂幼虫体积增长速率随发育时间呈现单峰型,在30 d时增长速率达到最大;虫瘿体积的增长速率呈抛物线状,并且虫瘿内薄壁细胞层厚度随发育时间也呈现抛物线状,其前期增长较快,后期下降变缓。【结论】桉树枝瘿姬小蜂发育至25 d时处于取食量较小的低龄阶段,而虫瘿内薄壁细胞层(食物)厚度已达到最大,为幼虫体积快速增大阶段作好准备。     

桉树枝瘿姬小蜂连续世代种群生命表

桉树枝瘿姬小蜂在广州地区一年发生4-5代,且世代重叠,其越冬期为11月中旬到翌年3月底,越冬虫态为大龄幼虫和蛹.在广州自然条件下,通过人工接种和自然接种相结合的方法,桉树枝瘿姬小蜂在2010年3月至2011年3月间共完成4个世代.利用生命表的方法分析桉树枝瘿姬小蜂连续世代可知,第1代的净增值率R0最大,而第2代的最小;第3代的内禀增长率rm和周限增长率λ最大,其世代平均历期T最小;第4代的rm和λ最小,其T最大.这说明第3代桉树枝瘿姬小蜂的种群增长能力最大,对桉树的危害最强.该代害虫的发生时间为7-9月,因此在防治上要注意该阶段的防控和监测.     

桉树枝瘿姬小蜂的耐寒性测定

桉树枝瘿姬小蜂Leptocybe invasa Fisher&LaSalle是一种新入侵的检疫性有害生物,为了明确其对极端低温的耐受性,以了解其适生范围,测定了桉树枝瘿姬小蜂幼虫、蛹、成虫及不同地区、不同寄主条件下雌雄成虫以及广东、广西、海南3省6地越冬幼虫12—3月的过冷却点和冰点。结果表明,不同虫态的过冷却点和冰点由低到高顺序为:蛹<幼虫<成虫。蛹的过冷却点和冰点分别为(-24.93±0.10)℃、(-22.81±0.14)℃,成虫的过冷却点和冰点为(-20.93±0.24)℃和(-17.33±0.27)℃。随着纬度的升高,桉树枝瘿姬小蜂的过冷却点和冰点都呈现降低的趋势。海南地区不同寄主桉树枝瘿姬小蜂过冷却点从低到高的顺序排列为:湛-201<小叶桉<广林9号。在12—3月,桉树枝瘿姬小蜂的越冬幼虫过冷却点和冰点随着环境温度的升高而升高,以广东广州地区1月份的越冬幼虫过冷却点和冰点为最低,其数值分别为(-25.44±0.17)℃和(-24.04±0.21)℃,个体过冷却点的最低值为-26.9℃。由实验结果可知,桉树枝瘿姬小蜂蛹和幼虫的耐寒力最强,以幼虫和蛹越冬。地区、寄主、温度对其耐寒力均有显著的影响,而且其有向现疫区以北的区域扩散的潜能。     

新入侵种桉树枝瘿姬小蜂的危险性评估

采用GARP生态位模型预测分析桉树枝瘿姬小蜂Leptocybeinvasa Fisher&La Salle在中国的潜在地理分布,并参照国际上有害生物危险性定量分析方法,对桉树枝瘿姬小蜂在中国的危险性作出综合评价。结果表明:中国东南部大部分地区都是该虫的适生区,该虫在我国潜在分布区风险评估R值为2.14,存在高度危险性。据此提出针对性的风险管理措施。     

桉树枝瘿姬小蜂入侵海南省

桉树枝瘿姬小蜂Leptocybe invasa Fisher ＆ La Salle是一种新入侵的有害生物,专一危害桉属植物。近几年在地中海、非洲、中东和东南亚陆续发生,2007年中国大陆首次发现该虫,2008年7月发现其在海南发生。通过调查,目前在海南省分布在以三亚市、东方市和儋州市为中心的2个圆弧形区域,中心点危害较为严重,植株生长严重受阻。文章介绍桉树枝瘿姬小蜂的鉴别特征、生物学特性、在海南的发现及扩散过程和防控建议。     

桉树杂交种对桉树枝瘿姬小蜂的抗性变异分析

植物种间杂交是一种普遍自然现象,杂交往往造成植物表型及生理变异,从而改变杂种抗虫性。与亲本种相比,杂种抗虫性可能增强或减弱,也有可能处于与亲本相似水平。初生、次生代谢物的质变与量变是引起杂种抗虫性变异的重要原因。近年来,桉树杂交育种已在世界范围内广泛应用并取得了显著成效,桉树杂交种间抗虫性表现参差不齐,因此,桉树是研究杂交种抗虫性变异机制的理想材料。以2个桉树杂交种巨细桉DH201-2、巨尾桉G9及桉树重要害虫桉树枝瘿姬小蜂为研究对象,比较了2个杂交种与其纯亲本种[(巨桉×细叶桉),(巨桉×尾叶桉)]间的抗虫性差异;同时,综合比较了品系间叶片性状(叶片厚度、含水率、比叶面积)、初生化合物(C、N、可溶性糖、可溶性蛋白)及次生化合物(总酚、单宁)差异,以研究桉树杂交种抗虫性变异的理化机制。结果表明:DH201-2感染桉树枝瘿姬小蜂的虫瘿数目显著高于其双亲本种,而G9上虫瘿数目显著低于其双亲本种。DH201-2与G9的叶片厚度与巨桉相近,而显著薄于另一亲本种。DH201-2叶片含水率显著高于细叶桉、与巨桉相近;G9叶片含水率则显著低于其双亲本种。相似的是,DH201-2和G9的比叶面积均显著高于其双亲本种。初生化合物方面,DH201-2叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量均显著高于其亲本种,N含量则仅高于细叶桉;而G9叶片可溶性蛋白含量虽高于其双亲本种,可溶性糖含量则无显著差异,N含量显著低于其双亲本种。次生化合物方面,DH201-2叶片总酚和单宁含量显著低于其双亲本种,而G9则显著高于其双亲本种。因此,与其亲本种相比,DH201-2感虫性增加,而G9抗虫性增加;与桉树枝瘿姬小蜂发育相关的营养指标(如含水率、可溶性糖、N含量)及次生防御物质(如总酚、缩合单宁)在桉树杂交种组织内的含量差异影响了桉树杂交种对桉树枝瘿姬小蜂的抗性。在全球推行桉树杂交育种且桉树害虫数量逐年增加的大背景下,应加强对桉树杂交种抗虫性机制研究,为选育高抗品系及桉树产业可持续发展提供理论指导。     

松墨天牛成虫室内外种群肠道细菌的多样性及功能分析

【目的】为明确松墨天牛Monochamus alternatus成虫中、后肠细菌群落结构,探索肠道细菌的潜在功能。【方法】分别提取室外和室内饲养的松墨天牛成虫各15头(室内和室外各15个中肠、15个后肠)的肠道DNA,利用二代测序技术对松墨天牛成虫肠道细菌的16S rDNA V3–V4区序列进行测序,统计操作分类单元(OTUs)数量,分析物种组成、Alpha多样性和Beta多样性;采用PICRUSt软件预测肠道细菌的功能。【结果】共获得544180条高质量序列,在97%相似度下将其聚类为615个OTUs,总共注释到22个门、48个纲、112个目、172个科、285个属和408个种。室内种群的OTUs数量多于室外种群,室内外种群的OTUs种类存在差异性。同一种群的中、后肠之间差异不明显。变形菌门Proteobacteria为室内外松墨天牛肠道细菌的最优势门;肠杆菌属Enterobacter为室外种群肠道细菌和室内种群后肠细菌的最优势属,沙雷氏菌属Serratia为室内种群中肠的最优势属。Alpha多样性结果表明松墨天牛成虫室内种群肠道菌群的丰度显著高于室外种群;Beta多样性结果显示室外种群肠道菌群均一性和稳定性比室内种群好。室外和室内种群的中肠与后肠之间在菌群丰度和多样性上均无显著差异。功能预测结果表明,室内外松墨天牛成虫肠道菌群中代谢通路的丰度最高,其中以糖类代谢和氨基酸代谢为主,还有降解外源化学物质、萜类和聚酮类化合物及其他次生代谢物质的能力。不同种群、不同肠段之间的功能丰度均无显著差异。【结论】明确了取食不同食料的松墨天牛成虫中、后肠的细菌群落结构及差异,了解了肠道细菌的潜在作用,为进一步探究松墨天牛肠道共生菌的功能提供了理论基础。     

Genetic Diversity of the Invasive Gall Wasp Leptocybe invasa (Hymenoptera: Eulophidae) and of its Rickettsia Endosymbiont,and Associated Sex-Ratio Differences

The blue-gum chalcid Leptocybe invasa Fisher & LaSalle (Hymenoptera: Eulophidae) is a gall wasp pest of Eucalyptus species, likely native to Australia. Over the past 15 years it has invaded 39 countries on all continents where eucalypts are grown. The worldwide invasion of the blue gum chalcid was attributed to a single thelytokous morphospecies formally described in 2004. Subsequently, however, males have been recorded in several countries and the sex ratio of field populations has been found to be highly variable in different areas. In order to find an explanation for such sex ratio differences, populations of L. invasa from a broad geographical area were screened for the symbionts currently known as reproductive manipulators, and both wasps and symbionts were genetically characterized using multiple genes. Molecular analyses suggested that L. invasa is in fact a complex of two cryptic species involved in the rapid and efficient spread of the wasp, the first recovered from the Mediterranean region and South America, the latter from China. All screened specimens were infected by endosymbiotic bacteria belonging to the genus Rickettsia. Two closely related Rickettsia strains were found, each infecting one of the two putative cryptic species of L. invasa and associated with different average sex ratios. Rickettsia were found to be localized in the female reproductive tissues and transovarially transmitted, suggesting a possible role of Rickettsia as the causal agent of thelytokous parthenogenesis in L. invasa. Implications for the variation of sex ratio and for the management of L. invasa are discussed.     

胡杨叶片及韧皮部内生细菌多样性及生物学功能分析

[目的]通过分析胡杨叶片及树干内生细菌群落多样性、结构特征及生物学功能,探究内生细菌与宿主胡杨的互作机制.[方法]利用Illumina MiSeq高通量测序技术,对采集自新疆喀什地区胡杨林的3组胡杨树叶和3组树干样本的内生细菌进行Alpha、Beta多样性分析、群落组成分析以及通过比对代谢数据库进行群落功能预测,并对样...     

高寒地区不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构及多样性分析

以青海高原2 300～4 000 m海拔范围的6处西北小檗(Berberis vernae)生境土壤为试材,采用高通量测序方法,分析不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构及多样性。研究结果表明:(1)在西北小檗生境土壤中,细菌群落组成主要包括10个细菌门21个细菌属,真菌群落由子囊菌门、担子菌门等8个真菌门59个真菌属组成。(2)低海拔位置的海东乐都1号样点(hdld1) 0～20 cm土层的细菌群落丰富性及多样性均最高,黄南泽库样点(hnzk) 0～20 cm土层的真菌群落丰富度最高,西宁大通样点(xndt) 0～20 cm土层的真菌群落多样性最高;随着海拔的升高,0～20 cm、40～60 cm土层的细菌群落丰富度及多样性呈现出先降低再升高再降低的趋势,20～40 cm土层的细菌群落丰富度及多样性则呈现出先升高后降低的趋势,0～20 cm、20～40 cm土层土壤微生物真菌群落丰富度呈现出先升高再降低再升高的趋势,0～20 cm、40～60 cm土层真菌群落多样性呈现先升高再降低的趋势,40～60 cm土层的真菌丰富度及20～40 cm土层的真菌多样性的变化趋势不明显。(3)硝态氮、速效磷和速效钾对土壤微生物群落的影响较明显。综上可知,高寒地区不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构多样性呈现出一定的海拔差异趋势,其海拔差异主要受到环境条件、土壤理化性质和植被分布的影响。     

贵阳地区蝉花微生态系统中细菌种群结构与功能

【目的】探索自然生态下蝉花内菌核、菌膜和环境细菌群落结构、功能及其相互关系。【方法】对细菌16S rRNA扩增片段进行高通量测序,分析贵阳市大将山和贵阳森林公园的蝉花内菌核、菌膜及其生境土壤的细菌群落组成、多样性及潜在功能。【结果】蝉花内菌核样本共检测到细菌562个属,菌膜样本521个属,菌际土样本578个属。两地的各组样本细菌群落结构相似,内菌核样本中假单胞菌属Pseudomonas、沙雷氏菌属Serratia占优势地位;菌膜样本中假单胞菌属和氨基杆菌属Aminobacter占优势;土壤样本以未分类的酸杆菌纲Acidobacteria和黄杆菌科Xanthobacteraceae为优势属。Venn图分析显示,菌际土样本包括了菌膜样本的大多数属,内菌核样本拥有较多的特有属,如沃尔巴克氏体属Wolbachia和立克次氏体Rickettsia等。PICRUSt功能预测结果显示,共计24个基因功能家族,主要与物质能量的代谢运输、细胞的行为发生及调控等功能相关。【结论】蝉花及其微生境中细菌具有丰富多样性,它们的潜在功能可能与营养物质的新陈代谢有关,对蝉花的个体生长发育有重要作用。研究结果对蝉花虫草的生态信息数据补充和仿野生栽培具有参考价值。     

Microbiome changes through ontogeny of a tick pathogen vector

Blacklegged ticks (Ixodes scapularis) are one of the most important pathogen vectors in the United States, responsible for transmitting Lyme disease and other tick‐borne diseases. The structure of a host's microbial community has the potential to affect the ecology and evolution of the host. We employed high‐throughput sequencing of the 16S rRNA gene V3‐V4 hypervariable regions in the first study to investigate the tick microbiome across all developmental stages (larvae, nymphs, adults). In addition to field‐collected life stages, newly hatched laboratory‐reared larvae were studied to determine the baseline microbial community structure and to assess transovarial transmission. We also targeted midguts and salivary glands due to their importance in pathogen maintenance and transmission. Over 100 000 sequences were produced per life stage replicate. Rickettsia was the most abundant bacterial genus across all sample types matching mostly the Ixodes rickettsial endosymbionts, and its proportion decreased as developmental stage progressed, with the exception of adult females that harboured a mean relative abundance of 97.9%. Laboratory‐reared larvae displayed the lowest bacterial diversity, containing almost exclusively Rickettsia. Many of the remaining bacteria included genera associated with soil, water and plants, suggesting environmental acquisition while off‐host. Female organs exhibited significantly different β‐diversity than the whole tick from which they were derived. Our results demonstrate clear differences in both α‐ and β‐diversity among tick developmental stages and between tick organs and the tick as a whole. Furthermore, field‐acquired bacteria appear to be very important to the overall internal bacterial community of this tick species, with influence from the host bloodmeal appearing limited.     

甲维盐对斜纹夜蛾幼虫肠道细菌的影响

【目的】斜纹夜蛾幼虫属杂食性、高食量的害虫,通过分子生物学手段对经甲维盐处理后的斜纹夜蛾幼虫肠道微生物进行比对,研究肠道共生菌群受毒剂刺激后的代谢变化,探讨菌株的自身代谢与甲维盐的作用受体的相关性。【方法】基于Illumina MiSeq技术测序平台,对取食甲维盐和未取食甲维盐的斜纹夜蛾幼虫中肠细菌的16S rRNA可变区进行高通量测序,分析对比细菌群落结构多样性。【结果】肠杆菌属、根瘤菌属在斜纹夜蛾的肠道中占优势地位,经过甲维盐处理后两者的丰度大幅下降。沙雷氏菌属和黄单胞杆菌属在处理后减少到几乎为零,相反,原先不占据优势的棒状杆菌属和甲醇杆菌属,处理后丰度明显上升。【结论】甲维盐处理后的优势菌群以及丰富度均发生变化,表明斜纹夜蛾的肠道菌群结构可能与甲维盐毒理机制有关。     

不同因素对六盘山地区甘肃鼢鼠肠道细菌多样性的影响

【目的】研究甘肃鼢鼠肠道细菌的群落结构和多样性,探讨不同环境因素对六盘山地区甘肃鼢鼠肠道细菌多样性的影响。【方法】通过Illumina高通量测序技术,对甘肃鼢鼠的36个盲肠样品进行16S rRNA V3–V4区的高通量测序,分析了肠道细菌多样性、丰度和群落结构,探讨地域、性别和季节等因素对甘肃鼢鼠肠道细菌多样性的影响。【结果】甘肃鼢鼠肠道细菌群落主要包括3个门,其中Firmicutes门占主导地位,其次是Bacteroidetes和Proteobacteri。在属水平,优势菌属分别为Oscillospira、Ruminococcus、Coprococcus和Desulfovibrio等。不同县(区)样品中,彭阳县、隆德县和泾源县三个县的甘肃鼢鼠肠道细菌菌群结构相似度较高,海原县甘肃鼢鼠肠道细菌群落结构在组内相似度高,与其他县(区)相似度低;雌性甘肃鼢鼠肠道细菌群落结构相似性高,而雄性细菌群落结构在样品间差异较大;甘肃鼢鼠肠道细菌菌群多样性秋季显著高于春季,细菌群落结构相似度秋季高于春季。【结论】不同地域、性别和季节因素对甘肃鼢鼠肠道细菌群落结构产生显著的影响,甘肃鼢鼠肠道细菌群落结构和多样性的变化对基于食源的季节性变化具有积极的响应。