福建省烟粉虱自然种群Wolbachia感染特点

Wolbachia是专性的细胞内细菌,广泛存在于节肢动物生殖组织。已有的研究结果表明,节肢动物中存在A组和B组Wolbachia,而烟粉虱Bemisia tabaci中主要检测到了B组Wolbachia。本研究从福建省采集到17个不同烟粉虱地理种群,首先通过rDNA-ITS1克隆测序鉴定了不同烟粉虱地理种群的生物型,然后采用Wolbachia 16S rDNA的特异引物,并通过PCR-RFLP技术分析了不同烟粉虱地理种群中Wolbachia的感染特点。结果表明：从福建省闽侯、平潭、南平、来舟、漳平和沙县采集到的烟粉虱自然种群属于非B型,而非B型烟粉虱种群中存在广泛的超感染现象,即单个非B型烟粉虱个体中同时感染了不同型Wolbachia。相反,B型烟粉虱自然种群的个体中只感染A组Wolbachia。该研究依据密集采样的数据进一步证实了Wolbachia在烟粉虱自然种群中的分布确实与宿主的生物型密切相关,提示Wolbachia可能在烟粉虱的种群分化中发挥作用。     

基于16S rDNA基因的中国部分地区非B型烟粉虱系统发育关系分析

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci是一个快速进化的复合种。由于近年来烟粉虱危害不断增加, 其生物型问题也越来越受到关注。在我国, 不仅存在危害严重的B型烟粉虱, 同时也已发现多种非B型烟粉虱。通过鉴定我国部分地区目前发生的烟粉虱生物型种类, 分析它们与世界各地不同生物型之间的关系, 可为我国烟粉虱的生物型检测和综合防治提供依据。【方法】利用16S rDNA基因作为分子标记, 鉴定了2005年与2006年在我国6个省份（自治区）采集的22个非B型烟粉虱样本的生物型, 并探讨了各生物型之间的系统进化关系。【结果】所研究的22个非B型烟粉虱归属于Q型、Nauru型和An型, 3种生物型之间的遗传距离在10%以上, 但是Q生物型与B生物型之间的亲缘关系最近, 遗传距离在2.8%~4.0%范围内; 进化分歧数据还表明, 不同生物型之间的遗传距离明显大于同一生物型内遗传距离, 其中Q型内部差异最小, 在0.9%以内; 同时结果表明目前在我国多个生物型共同存在是一个普遍的现象, 其中Nauru型的分布较广泛; 在云南地区检测到的非B型烟粉虱生物型类型最多。【结论】烟粉虱生物型遗传分化复杂, 利用16S rDNA基因能有效鉴定烟粉虱的生物型。     

不同生物型烟粉虱体内Wolbachia共生菌的检测及其系统树分析

Wolbachia是广泛分布于节肢动物体内一类共生细菌,它能够通过多种机制调控宿主的生殖方式。近年来的研究表明,Wolbachia与许多外来生物的成功入侵相关。本文利用长PCR的方法特异扩增了不同生物型烟粉虱（共24个种群）体内Wolbachia的wsp基因,结果发现B型和Q型烟粉虱入侵种群体内均未检测到Wolbachia,而在非B/Q型的浙江种群和肯尼亚种群体内检测到了Wolbachia。对该wsp基因进行测序并和已知序列进行同源性分析发现,浙江烟粉虱种群的Wolbachia属于B组Con/Rug亚种群,而肯尼亚种群属于B组Btab1亚种群。Wolbachia的存在与否可能与烟粉虱的成功入侵有一定的关系。图2表2参23     

海南地区螺旋粉虱三类次级内共生菌的检测

螺旋粉虱Aleurodicus dispersus Russell是一种重要的农林害虫。本研究分别利用次级内共生菌Cardinium和Arsenophonus的16S rDNA和Wolbachia wsp基因对海南省16地区的螺旋粉虱的3种次级内共生菌Cardinium, Arsenophonus和Wolbachia感染情况及相关基因序列进行了测定和分析。3种次级内共生菌Cardinium, Arsenophonus和Wolbachia检测结果表明, Cardinium和Arsenophonus均可感染海南地区的螺旋粉虱, 其中乐东、 陵水和澄迈3个地区所有寄主上的螺旋粉虱的Arsenophonus感染率为100%, 三亚、 琼中和临高部分寄主上的螺旋粉虱的Arsenophonus感染率为66.7%, 而儋州、 五指山和万宁3个地区的螺旋粉虱未发现被Arsenophonus感染; 三亚的番石榴上的螺旋粉虱的Cardinium感染率为100%, 琼海白沙的印度紫檀上螺旋粉虱的Cardinium感染率为100%, 其他寄主上的感染率均小于66.7%; 在所检测的43个螺旋粉虱种群中, 40和31个种群中分别检测出有Arsenophonus 和Cardinium感染, 种群感染率分别为93.0%和72.1%; 在所有检测的个体中, 120个个体中有105个感染Arsenophonus, 93个个体中有70个感染Cardinium, 个体感染率分别为87.5% 和75.3%; 在检测的所有样本中, 只有三亚印度紫檀上的螺旋粉虱检测到Wolbachia, 种群感染率为2.3%, 个体感染率仅为0.8%。这些检测结果表明, 海南地区螺旋粉虱次级内共生菌Arsenophonus的感染率高于Cardinium的感染率, Wolbachia的感染率极低。序列分析表明, 海南不同螺旋粉虱种群的Cardinium的16S rDNA序列一致, 而且与烟粉虱的Cardinium 16S rDNA序列一致性很高, 为97.6%; 不同螺旋粉虱种群的Arsenophonus的16S rDNA序列也完全一致, 其与西班牙加那利群岛螺旋粉虱的Arsenophonus的16S rDNA序列一致性较高, 为85.1%。此外, Wolbachia wsp基因序列分析表明, 海南螺旋粉虱的Wolbachia为B组, 这是国内螺旋粉虱感染Wolbachia的首次报道。     

西藏发现Q型烟粉虱

【目的】调查西藏自治区烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)的发生情况。【方法】从西藏拉萨采集到烟粉虱各个虫态,采用3D数码显微镜观察所采集烟粉虱的形态特征,利用mt COⅠ分子标记检测烟粉虱的生物型。【结果】明确并详细描述了烟粉虱各形态特征,mt COⅠ分子标记检测显示西藏采集到的烟粉虱为Q生物型。【结论】在形态学鉴定的基础上,分子生物学鉴定该粉虱为Q型烟粉虱,这是Q型烟粉虱在西藏自治区发生的首次报道。     

烟粉虱B型和Q型群体遗传结构的RAPD分析

近20年来,烟粉虱B型传入世界各地并暴发成灾,成为一种重要的农业入侵害虫; 烟粉虱Q型则是近几年引起人们高度重视的一种新的入侵生物型,目前已传入许多国家并造成一定危害。本文利用RAPD分子标记对烟粉虱B型和Q型不同地理种群的遗传结构进行了分析。结果表明：（1）引物H16对烟粉虱B型不同种群扩增的特异带,能有效区分烟粉虱B型和Q型、浙江非B/Q型种群;（2）烟粉虱Q型种群各项遗传多样性指数均比烟粉虱B型的要高;（3）我国烟粉虱Q型来自伊比利亚半岛的可能性比来自中东地区的可能性要大。另外,聚类分析结果提示,RAPD分子标记能有效地区分烟粉虱不同生物型,但可能不适用于生物型之间亲缘关系分析。     

烟粉虱B型与Q型种群遗传多样性的AFLP分析

烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是由多种生物型或物种组成的复合种。Q型烟粉虱在我国部分地区正在取代B型烟粉虱成为优势生物型。烟粉虱Q型与B型遗传多样性比较研究为解析这2种生物型入侵的遗传学基础具有重要的意义。本文利用AFLP技术研究了Q型(包括Q1型、Q2型)、B型烟粉虱种群的遗传多样性。结果表明:Q型烟粉虱遗传多样性高于B型烟粉虱;Q1型烟粉虱各项遗传多样性指数均接近于Q2型。最后探讨了AFLP与SSR分子标记的各自特点。     

利福平与高温对Cardinium的灭活效果及其对烟粉虱寄主发育与繁殖的影响

共生菌Cardinium是烟粉虱Bemisia tabaci体内的一种内共生细菌,对烟粉虱的生物学特性有着重要的影响。本文利用PCR技术,首先对两种入侵的B、Q生物型以及一种本土的Cv生物型烟粉虱种群体内Cardinium的感染率进行了检测,研究了不同浓度的利福平抗生素与高温处理对Q型烟粉虱体内的Cardinium的灭活情况;进一步比较了Cardinium阳性与阴性Q型烟粉虱种群在发育、存活与繁殖等方面的差异。研究结果表明,生物型不同,其体内Cardinium的感染率也存在显著差异;B、Q和Cv型烟粉虱Cardinium的感染率分别为26.7%、91.6%与82.9%。三种浓度的利福平蔗糖溶液(0.5、1.0与2.0 mg/m L)对Q型烟粉虱体内Cardinium的灭活效果不同,考虑到灭活效果及对烟粉虱生命力的影响,以1.0 mg/m L的浓度连续饲喂7 d以上的灭活效果最佳;高温36-40℃连续处理3-9 d均不能去除Q型烟粉虱体内的Cardinium。与Cardinium阳性的烟粉虱种群相比,阴性的Q型烟粉虱种群发育延迟,世代存活率降低,后代雄性比例增加,单雌产卵量减少。研究结果对于全面了解Cardinium共生菌与烟粉虱之间的互作关系具有重要的价值。     

烟粉虱生物型的监测及其遗传结构研究

烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种重要的农业害虫并包括许多生物型,其中B型和Q型是入侵性较强的2种生物型。文章着重介绍近年来在烟粉虱生物型的监测及其遗传结构方面的研究进展。B型烟粉虱和Q型烟粉虱这2个生物型均已入侵我国,其中多数地区烟粉虱是B型烟粉虱,局部地区有Q型烟粉虱并呈现不断蔓延趋势。微卫星(SSR)分子标记分析结果表明我国B型烟粉虱的入侵来源具有多元化,而云南地区Q型烟粉虱来源比较单一。化学农药的使用能够影响室内种群的遗传结构,降低种群的遗传多样性。基于RAPD、ISSR分子标记的分析结果表明,Q型烟粉虱种群各项遗传多样性指数均比B型烟粉虱的高。今后加强烟粉虱入侵生物型的遗传结构及其种群动态关系等方面的研究,对于揭示烟粉虱的灾变机制及其控制具有重要的意义。     

基于微卫星标记对中国Q型烟粉虱早期入侵种群与B型烟粉虱种群的遗传结构分析（英文）

2003年首次在云南昆明发现Q型烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)传入中国。随后几年时间内, 它在许多省份逐年取代了B型烟粉虱种群。2008年后,Q型烟粉虱基本上成为了中国多数省份农区的优势生物型。为了进一步揭示Q型烟粉虱在中国快速扩散以及取代B型烟粉虱的遗传学基础, 本研究利用11个微卫星位点分析并比较了2003年中国云南昆明Q型烟粉虱入侵种群及其他地点的11个B型入侵种群, 西班牙2个Q型土著种群, 以色列1个Q型入侵种群, 以色列1个B型土著种群, 以及西班牙、 美国与澳大利亚的5个B型入侵种群的遗传结构。结果表明, 中国Q型烟粉虱早期种群（云南昆明种群）可能来自于西部地中海地区。中国B型烟粉虱种群遗传多样性高于西班牙、 澳大利亚、 美国B型种群, 中国B型可能存在多次传入或某个混合种群的再次传入。相对于原产地种群, 中国Q型烟粉虱早期入侵种群与B型烟粉虱种群遗传多样性并没有明显降低, 表明Q型与B型烟粉虱种群可能经历了较小的瓶颈效应或奠基者效应。中国Q型烟粉虱早期入侵种群遗传多样性高于B型烟粉虱种群, Q型烟粉虱这种较高的遗传多样性可能为其较强的生态适应性提供了遗传基础, 有利于Q型烟粉虱在新的环境下快速扩散并取代B型烟粉虱。     

Wolbachia infections of the whitefly Bemisia tabaci

We report the first systematic survey for the presence of Wolbachia endosymbionts in aphids and whiteflies, particularly different populations and biotypes of Bemisia tabaci. Additional agriculturally important species included were predator species, leafhoppers, and lepidopterans. We used a polymerase chain reaction (PCR)-based detection assay with ribosomal 16S rDNA and Wolbachia cell surface protein (wsp) gene primers. Wolbachia were detected in a number of whitefly populations and species, whitefly predators, and one leafhopper species; however, none of the aphid species tested were found infected. Single, double, and triple infections were detected in some of the B. tabaci populations. PCR and phylogenetic analysis of wsp gene sequences indicated that all Wolbachia strains found belong to group B. Topologies of the optimal tree derived by maximum likelihood (ML) and a ML tree in which Wolbachia sequences from B. tabaci are constrained to be monophyletic are significantly different. Our results indicate that there have been at least four independent Wolbachia infection events in B. tabaci. The importance of the presence of Wolbachia infections in B. tabaci is discussed.     

华南地区柑橘木虱与柑橘粉虱内共生菌检测及其Wolbachia共生菌的系统发育关系分析

【目的】探明不同地理种群的柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama和柑橘粉虱Dialeurodes citri Ashmead体内昆虫内共生菌的种类及其感染率,并以Wolbachia共生菌为代表,对其系统发育关系进行分析,为今后自共生菌角度研发柑橘木虱和柑橘粉虱的新型防控技术奠定基础。【方法】以16S r DNA、23S r DNA以及wsp为目标基因,利用PCR技术检测采自于广州、湛江、南宁、桂林、厦门的柑橘木虱以及采自广州的柑橘粉虱体内共生菌的种类及其感染率;利用多位点序列分型(MLST)技术和MEGA 5.0软件对不同昆虫样本中的Wolbachia进行系统发育关系分析。【结果】本研究采集的柑橘木虱和柑橘粉虱均含有原生共生菌Portiera和次生共生菌Wolbachia、Cardinium、Rickettsia,但该3种次生共生菌在不同木虱与粉虱种群的感染率有所不同;Arsenophonus只在广州和湛江种群的柑橘木虱中检出。基于wsp基因及MLST基因序列的Wolbachia系统发育分析表明,华南地区柑橘木虱和柑橘粉虱体内的Wolbachia均属于Wolbachia的B大组Con亚组。【结论】不同地理种群的柑橘木虱与柑橘粉虱体内感染的共生菌种类及其感染率不同;Wolabchia共生菌与柑橘木虱寄主不存在协同进化关系,在同一采集点存在Wolbachia通过柑橘寄主在柑橘木虱之间、柑橘木虱与柑橘粉虱之间水平传播的可能性。     

Biotype-dependent secondary symbiont communities in sympatric populations of Bemisia tabaci

The sweet potato whitefly, Bemisia tabaci, harbors Portiera aleyrodidarum, an obligatory symbiotic bacterium, as well as several secondary symbionts including Rickettsia, Hamiltonella, Wolbachia, Arsenophonus, Cardinium and Fritschea, the function of which is unknown. Bemisia tabaci is a species complex composed of numerous biotypes, which may differ from each other both genetically and biologically. Only the B and Q biotypes have been reported from Israel. Secondary symbiont infection frequencies of Israeli laboratory and field populations of B. tabaci from various host plants were determined by PCR, in order to test for correlation between bacterial composition to biotype and host plant. Hamiltonella was detected only in populations of the B biotype, while Wolbachia and Arsenophonus were found only in the Q biotype (33% and 87% infection, respectively). Rickettsia was abundant in both biotypes. Cardinium and Fritschea were not found in any of the populations. No differences in secondary symbionts were found among host plants within the B biotype; but within the Q biotype, all whiteflies collected from sage harboured both Rickettsia and Arsenophonus, an infection frequency which was significantly higher than those found in association with all other host plants. The association found between whitefly biotypes and secondary symbionts suggests a possible contribution of these bacteria to host characteristics such as insecticide resistance, host range, virus transmission and speciation.     

小麦和大豆蚜虫中内共生菌Wolbachia的感染检测和系统发育分析

Wolbachia是一类在节肢动物中广泛感染的胞内共生菌。为了了解其在我国蚜虫中的感染情况, 本研究通过扩增wsp基因片段对采集自我国多个地区的3种小麦蚜虫（荻草谷网蚜Sitobion miscanthi、 麦二叉蚜Schizaphis graminum和禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi）和1种大豆蚜虫（大豆蚜Aphis glycines）样品进行了内共生菌Wolbachia的感染检测。结果显示： 3种小麦蚜虫中均未检测出Wolabchia。大豆蚜也仅在采集自北京和杭州的种群中发现了Wolbachia的感染, 感染率分别为95.8%和22.9%, 并且所检测的个体均为单株系感染。wsp基因序列的比对分析显示, 大豆蚜感染的Wolbachia株系与多个亲缘关系较远的昆虫物种中所感染的Wolbachia株系间具有高度一致的基因序列。wsp基因序列构建的系统发育关系和序列一致性均表明大豆蚜感染的Wolbachia株系属于B大组CauB组。本研究为今后探讨Wolbachia在我国蚜虫中的寄主范围和株系多样性提供了数据支持。     

茶尺蠖和灰茶尺蠖内共生菌Wolbachia的分子检测及序列分析

【目的】对茶尺蠖Ectropis obliqua及其近缘种灰茶尺蠖E.grisescens体内共生菌Wolbachia进行分子鉴定,确定两者体内Wolbachia的感染率及其进化地位,为进一步探讨其对茶尺蠖和灰茶尺蠖的潜在影响提供科学依据。【方法】采用Wolbachia的16S r RNA、fts Z和wsp基因特异性引物,通过PCR扩增法检测了我国3个茶尺蠖地理种群(浙江杭州、余杭和江苏无锡)和3个灰茶尺蠖地理种群(浙江新昌、湖北浠水和江西南昌)中Wolbachia的感染情况,并进行测序和序列分析。【结果】茶尺蠖和灰茶尺蠖都感染了Wolbachia,灰茶尺蠖的Wolbachia感染率为100%,但茶尺蠖的Wolbachia感染率在22%~95%,且PCR产物电泳得到的条带微弱。wsp序列在茶尺蠖和灰茶尺蠖种间、种内无差异;但16S r RNA序列在茶尺蠖和灰茶尺蠖种间、种内差异为0.362%~0.727%之间;茶尺蠖样本未成功扩增出fts Z序列,灰茶尺蠖样本获得2条fts Z基因序列差异为1.647%。基于Wolbachia的16S r RNA和wsp基因构建的系统发育树表明,本研究中茶尺蠖和灰茶尺蠖种群所感染的Wolbachia全部属于B组的Pip亚组。【结论】茶尺蠖和灰茶尺蠖均被B组Pip亚组的Wolbachia感染,但感染率相差很大,这为研究Wolbachia对茶尺蠖和灰茶尺蠖生物学及生态学的影响奠定了基础。     

Prevalence of Wolbachia supergroups A and B in Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) and some of its natural enemies

Wolbachia, a bacterial symbiont, is maternally transmitted in arthropods and nematodes. We report a systematic survey of Wolbachia taxonomy in the sweetpotato whitefly, Bemisia tabaci (Gennadius) (Hemiptera: Aleyrodidae), and in some of its natural enemies. For the first time, Wolbachia infections in B. tabaci are correlated with various whitefly genetic groups, host plants, and natural enemies as well as with geographical regions. Polymerase chain reaction using 16S rDNA and fisZ genes revealed two Wolbachia supergroups, A and B, exist as single or double infections in B. tabaci as well as in some of its aphelinid parasitoids and predatory beetles. Approximately 89% of B. tabaci sampled were infected by Wolbachia, among which 34% were infected by A, 51% were infected by B, and 5% were infected by both A and B supergroups. These infection frequencies differed among B. tabaci genetic groups and locations. The invasive B. tabaci genetic group from the Middle East Asia Minor 1 (also referred as B biotype) and Mediterranean (also referred as Q biotype) was more likely to harbor A than B, whereas native genetic groups in AsiaI and AsiaII were more likely to harbor B than A. Although 60% of aphelinid parasitoids and 72% of coccinellid beetles also were infected by Wolbachia, they were more likely to host B than A. Furthermore, for the first time we report Wolbachia in B biotype from specimens collected outside of China. Construction of a phylogenetic tree clearly indicated that the Wolbachia sequences from different genetic groups of B. tabaci were not only similar to each other but also to sequences from beetles and parasitoids, which may provide evidence of coevolution and horizontal transmission of Wolbachia populations.     

湖南三地区麦氏安瘿蜂体内Wolbachia 的感染及其wsp基因序列分析

为检测麦氏安瘿蜂Andricus mairei Kieffer有无Wolbachia感染, 本研究对其岳阳、 长沙和邵阳3种群雌、 雄成虫体内Wolbachia的wsp基因进行了PCR检测, 进而对获得的基因片段进行了序列分析。结果显示, 麦氏安瘿蜂岳阳、 长沙及邵阳种群雌、 雄成虫均有Wolbachia感染, 除邵阳种群雌成虫的感染率为80%之外, 其他均为100%。3个种群Wolbachia的wsp基因序列长度皆为561 bp, 且序列完全一致。麦氏安瘿蜂Wolbachia的wsp基因序列与已知瘿蜂族(Cynipini) Neuroterus macropterus、 Biorhiza pallida及Andricus solitarius （strain 1）以及Synergini族Synergus crassicornis感染的Wolbachia的一致性达95%。除Synergini族Ceroptres cerri感染的Wolbachia属于B群（B group）之外, 瘿蜂感染的Wolbachia均属于A群（A group）。在NJ系统树中, 麦氏安瘿蜂与瘿蜂族Neuroterus macropterus、 Biorhiza pallida和Andricus solitarius （strain 1）及Synergini族Synergus crassicornis感染的Wolbachia聚合在同一分支。此外, 麦氏安瘿蜂岳阳、 长沙和邵阳种群均获得了雌、 雄成虫, 其雌性率分别为15.3%, 12.1%和19.8%, 表现出明显的雄性比偏高。结果提示与瘿蜂族的其他已报道的种类一样, Wolbachia与麦氏安瘿蜂的共生并不诱导其营产雌孤雌生殖。     

Diversity and phylogeny of Wolbachia infecting Bactrocera dorsalis (Diptera: Tephritidae) populations from China

Wolbachia are a common and widespread group of symbiotic bacteria found in the reproductive tissues of arthropods. Bactrocera dorsalis (Hendel) is an important pest causing considerable economic losses of fruits and vegetables in several southern provinces of China. In this study, polymerase chain reaction (PCR) with general Wolbachia surface protein (wsp) primers was used to test the presence of Wolbachia in 1,500 individuals of B. dorsalis from five geographical populations of China. We detected 19 individuals of B. dorsalis infected by Wolbachia, and the infection rates of different populations varied. Comparison of wsp gene sequences from 19 individuals and search of the GenBank identified four new sequences, probably representing four Wolbachia strains. Sequence comparison showed that the four Wolbachia strains from B. dorsalis in China belonged to three groups (Kue, Mel, and Cuc). Phylogenetic analysis of the wsp sequences suggests that geographical isolation of Wolbachia exists among the populations of B. dorsalis in China, and gene flow of Wolbachia might have occurred between B. dorsalis populations of China and Thailand. Phylogenetic analysis performed on the host mitochondrial cytochrome oxidase I (COI) gene and wsp gene suggests that host has coevolved with Wolbachia.