基于wsp基因的叶螨体内Wolbachia株系的多样性与重组分析

胞内共生菌Wolbachia能对多种叶螨产生生殖调控作用.为更好地筛选有潜在应用价值的Wolbachia株系,本研究应用PCR技术对自然种群的截形叶螨Tetranychus truncatus、二斑叶螨T.urticae、神泽叶螨T.kanzawai 和山楂叶螨Amphitetranychus viennensis体内的Wolbachia感染情况进行检测,并对Wolbachia的wsp基因进行序列分析和基因重组检测.结果表明,叶螨中的Wolbachia株系具有较高的遗传多样性,其中截形叶螨感染两种分化较大的株系.不同叶螨感染特有的Wolbachia株系说明Wolbachia与其宿主存在一定的协同进化关系.二斑叶螨和截形叶螨感染同一株系的Wolbachia,可能由于水平传播造成.同时,不同株系Wolbachia的wsp基因间普遍存在着基因重组现象.     

水稻二化螟内共生菌杀雄菌属和沃尔巴克氏体的检测与分析

应用杀雄菌属(Arsenophonus)23S rDNA基因和沃尔巴克氏体(Wolbachia) wsp基因的特异引物,通过PCR扩增的方法对我国20个水稻二化螟地理种群感染两类内共生菌的情况进行了检测.结果表明: 我国水稻二化螟不同地理种群的Arsenophonus和Wolbachia感染率不一致,哈尔滨、惠水、吉林、南阳和扬州5个地理种群的Arsenophonus感染率为5.0%～50.0%;汉中、南宁和扬州3个地理种群的Wolbachia感染率为25.0%～40.0%,其他地理种群中没有检测到这两种共生菌的存在.水稻二化螟不同地理种群感染的Arsenophonus 23S rDNA基因序列完全一致,将该基因株型命名为csArs.但所检测到的Wolbachia wsp基因序列不一致,分别为wChisup1、wChisup5和wChisup6,其中wChisup1属于A群,其他属于B群.这说明水稻二化螟感染的Arsenophonus为同一株型,而感染的Wolbachia株型较为复杂.通过构建系统发育树发现,水稻二化螟体内的Arsenophonus23S rDNA基因和Wolbachia wsp基因与其他物种体内相关序列完全一致或高度相似.     

黄金肥蛛体内Wolbachia的感染检测及wsp基因序列分析

细胞质共生细菌Wolbachia能引起节肢动物的胞质不亲和、孤雌生殖、遗传雄性的雌性化和杀雄等。本研究采用Wolbachia的wsp基因的通用引物,通过PCR扩增法检测了7种蜘蛛体内Wolbachia的感染情况,发现在黄金肥蛛体内存在Wolbachia感染。对黄金肥蛛体内的wsp基因进行了克隆与测序,并利用所测序列与其他已发表的wsp基因序列建立系统树,结果表明其体内Wolbachia属于A大组．     

河南不同地区棉蚜种群共生菌Wolbachia的检测及系统发育分析

【目的】本研究旨在揭示河南省不同地区棉蚜Aphis gossypii种群共生菌Wolbachia的感染情况,明确Wolbachia的感染类型及分类地位。【方法】2016-2017年间采集河南省不同地区的13个棉蚜种群,通过扩增COI基因片段对其进行种类鉴定;通过扩增棉蚜种群中Wolbachia的wsp基因片段对其进行Wolbachia感染率的检测,应用neighbor-joining法构建系统进化树进行棉蚜种群中Wolbachia的系统发育分析。【结果】对河南省内不同地区采集的13个棉蚜种群的Wolbachia感染率而言,郑州(ZZ)种群最高(46.67%),信阳2(XY2)种群最低(6.67%),13个种群Wolbachia的感染率范围为6.67%～46.67%,平均感染率为28.35%。基于wsp基因构建的系统发育树表明,安阳和信阳的棉蚜种群感染的Wolbachia株系属于B大组,其余地区棉蚜种群感染的Wolbachia株系属于A大组。【结论】河南省不同地区的棉蚜种群Wolbachia感染率差别较大,且不同种群感染的Wolbachia株系分别属于A大组或B大组。     

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。     

新疆地区亚洲玉米螟中Wolbachia共生菌的检测和鉴定

【目的】探究我国新疆地区亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis种群中Wolbachia共生菌的感染情况,明确Wolbachia的感染类型及分布模式。【方法】对采集自新疆维吾尔自治区的15个亚洲玉米螟地理种群进行了Wolbachia感染率检测,并分别对感染个体中的wsp,ftsZ,gatB,coxA,hcpA和fbpA6个基因片段进行亚克隆和测序。分别利用wsp序列和多位点序列分型系统(multilocus sequence typing,MLST)对Wolbachia感染类群进行系统发育分析及分型分析。【结果】在15个供试亚洲玉米螟种群中,Wolbachia感染率为0~40.0%(5个种群中未检测到感染个体),平均感染率为11.1%。发现共感染了两种Wolbachia株系,分别命名为wOfur1和wOfur2,其中wOfur1属于A大组,wOfur2属于B大组,分别对应MLST序列型为ST352和ST37。在感染种群中,昌吉(CJ)、阜康(FK)、玛纳斯(MNS)和奇台(QT)4个种群感染了wOfur1和wOfur2两种株系,而在其余6个种群即和田(HT)、库尔勒(KEL)、莎车(SC)、疏勒(SL)、乌鲁木齐(UM)和新和(XH)中仅发现感染了wOfur2株系,并在MNS种群中发现了超感染现象,wOfur1和wOfur2两株系的平均感染率分别为1.2%和10.3%。基于wsp序列及MLST等位基因谱系统发育分析表明wOfur2株系与其他昆虫宿主中具有杀雄和诱导胞质不亲和作用的Wolbachia株系具有很近的亲缘关系。【结论】我国新疆地区亚洲玉米螟所感染的Wolbachia两种株系wOfur1和wOfur2在亚洲玉米螟不同种群中的感染率和分布范围具有明显差异,wOfur2株系的感染率高于wOfur1株系,且wOfur2株系在亚洲玉米螟种群中分布更广。     

几种常见桔园螨类Wolbachia基因检测与序列分析

应用共生菌沃尔巴克氏体Wolbachia的wsp、ftsZ和16SrDNA基因特异引物,通过PCR扩增法对采自江西省南昌、九江和赣州等3地桔园内的东方钝绥螨、江原钝绥螨、尼氏真绥螨、巴氏新小绥螨、桔全爪螨和酢浆草如叶螨等6种常见螨类进行了检测。结果表明,在采自南昌桔园内的酢浆草如叶螨体内检测到Wolbachia感染,其wsp、ftsZ和16SrDNA基因长度为593、758和896bp,Genbank登录号依次为GQ162482、GQ162483和GQ162484,而其他5种螨体内均未检测出Wolbachia的感染;同时通过对酢浆草如叶螨体内感染的Wolbachia的wsp基因序列进行系统发育分析,得出其与B大组的Epo组的Wolbachia株十分相近,可能是相近或相同的株。     

我国桃蛀螟四个地理种群感染Wolbachia的研究

Wolbachia是一类广泛分布于节肢动物体内的细胞内共生菌,能参与调控寄主的多种生殖活动.桃蛀螟Conogethes punctiferalis (Guenée)可危害多种粮食作物和经济作物,近年来已成为我国玉米生产的重要害虫之一.本研究对通过对16S rRNA、fts以及wsp基因片断的PCR扩增,对我国桃蛀螟4个地理种群进行了Wolbachia感染检测,并对感染个体中wsp基因片断克隆测序,初步探究了我国桃蛀螟种群中Wolbachia的感染率和感染类群.研究结果表明我国4个桃蛀螟种群中Wolbachia感染率在2.0%～8.0%,平均感染率为4.5%.通过对不同种群感染的Wolbachia中wsp序列比对及系统树构建分析,在桃蛀螟中发现了5种Wolbachia亚型,分别命名为wPun1-wPun5,分属于A组的Uni、Dro亚组,以及B组的Div、Con亚组.此外,本研究在采自河北保定的桃蛀螟种群中发现了Wolbachia的超感染现象.     

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。     

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。     

铃木氏果蝇不同地理种群中Wolbachia的检测和系统发育分析

铃木氏果蝇Drosophila suzukii是原产于东南亚地区的重要果树害虫, 近年来传入北美和欧洲等地区造成严重的危害。本研究利用Wolbachia的16S rDNA和wsp基因特异引物（分别为16S-F/16S-R和81F/691R）对铃木氏果蝇7个地理种群（中国的5个种群、 韩国的1个种群和美国的1个种群）的Wolbachia进行了PCR检测并对检测结果进行了比较; 对感染个体体内Wolbachia的16S rDNA基因片段进行测序, 确定了我国铃木氏果蝇体内Wolbachia的分类地位。基于Wolbachia的16S rDNA基因特异引物检测结果发现, 我国5个铃木氏果蝇种群广泛感染Wolbachia（感染率36.7%~80.0%）, 而韩国和美国2个种群均未检测到该菌的感染。而利用wsp基因特异引物无法检测到该菌。基于Wolbachia的16S rDNA基因构建系统发育树表明, 我国铃木氏果蝇种群感染的Wolbachia全部属于A组。这些结果为研究Wolbachia感染对铃木氏果蝇生物学及生态学的影响奠定了基础。     

我国三地区黑腹果蝇中Wolbachia的系统发育关系及其对宿主生殖的影响

【目的】Wolbachia 是广泛存在于节肢动物和丝状线虫体内的一类共生菌, 能够以多种方式对宿主产生影响。精卵细胞质不亲和（CI）是其引起的最普遍的表型, 即感染Wolbachia的雄性宿主与未感染或感染不同品系的雌性宿主交配后, 不能产生后代或后代极少, 而感染同品系Wolbachia的雌雄宿主交配后则能正常产生后代。我们前期研究发现, 湖北武汉、 云南六库和天津3个地区黑腹果蝇Drosophila melanogaster被Wolbachia感染。本研究旨在明确这3个地区黑腹果蝇中Wolbachia的系统发育关系及其对宿主生殖的影响。【方法】利用Clustal X软件对Wolbachia的wsp基因序列进行比对, 利用MEGA软件构建系统发育树。采用多位点序列分型（MLST）的方法对Wolbachia进行分型。通过区内交配和区之间杂交的方式研究不同地区黑腹果蝇体内Wolbachia 的关系及其对果蝇生殖的影响。【结果】湖北武汉、 云南六库和天津3个地区黑腹果蝇中感染的Wolbachia都是属于A大组的Mel亚群。这3个地区果蝇感染的Wolbachia的序列类型（ST）不同, Wolbachia之间存在一定的差异。湖北武汉和天津果蝇中的Wolbachia能引起强烈的CI表型, 而云南六库果蝇中的Wolbachia引起的CI强度相对较弱。武汉果蝇中Wolbachia不能完全挽救天津果蝇中Wolbachia引起的CI表型, 而天津果蝇中Wolbachia也不能完全挽救武汉果蝇中Wolbachia引起的CI表型。【结论】武汉和天津地区黑腹果蝇中的Wolbachia可能距离较远。Wolbachia的长期共生可能对黑腹果蝇的进化产生了一定的影响, 湖北武汉与云南六库的黑腹果蝇中感染的Wolbachia属于不同的序列类型, 这2个地区的黑腹果蝇已发生了一定的分歧, 产生了一定的生殖隔离。     

朱砂叶螨体内感染的Wolbachia的wsp基因序列测定与分析

应用Wolbachia的wsp基因特异引物,通过PCR扩增法对我国朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus7个地理种群进行了检测。在采自黑龙江佳木斯、安徽安庆、江苏镇江和浙江慈溪的4个地理种群中扩增出了596bp左右的Wolbachia的wsp基因片段,而在河北威县、山东滨州和湖北赤壁3个地理种群中未发现这个Wolbachia特征基因片段,表明 Wolbachia在我国朱砂叶螨中的侵染较为普遍。通过对我国朱砂叶螨体内感染的 Wolbachia的wsp基因序列进行系统发育分析,得出它们全部与B大组的Ori组的Wolbachia株十分相近或完全相同,提示它们可能是相近或相同的株。     

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.     

Hidden Wolbachia diversity in field populations of the European cherry fruit fly, Rhagoletis cerasi (Diptera, Tephritidae)

The European cherry fruit fly Rhagoletis cerasi has been a field model for cytoplasmic incompatibility since the mid 1970s. Two Wolbachia strains were detected in this tephritid species and w Cer2 was described as the CI inducing agent dividing European populations into two unidirectional incompatible groups, i.e. southern females produce viable offspring with northern males, whereas the reciprocal cross results in incompatibility. We detected three new Wolbachia strains by sequencing a multitude of plasmids derived from Wolbachia surface protein gene ( wsp ) polymerase chain reaction (PCR) products. Strain-specific primers were developed allowing individual diagnosis without need for cloning. Hybridization of specific PCR products with a wsp oligonucleotide enhanced the detection limit significantly and revealed the presence of low-titre infections in some strains, in different ontogenetic stages and in adults of different age. We then performed a survey of strain prevalence and infection frequency in eight European regions. w Cer1 was fixed in all populations, whereas w Cer2 was detected only in the South. w Cer3 frequency was the lowest without a clear distribution pattern. The abundance of w Cer4 was homogenous across Europe. Like w Cer2, w Cer5 showed significant differences in spatial distribution. Our new findings of previously undetected and recombinant Wolbachia strains in R. cerasi reveal a major caveat to the research community not to overlook hidden Wolbachia diversity in field populations. Low-titres and geographical variability in Wolbachia diversity are expected to influence the outcome of Wolbachia population dynamics and Wolbachia- based insect population control and may create invasion barriers for expanding and artificially introduced Wolbachia strains.     

山东不同地区韭菜迟眼蕈蚊共生菌Wolbachia 的检测及鉴定

【目的】为了揭示山东省韭菜迟眼蕈蚊Bradysia odoriphaga Yang et Zhang种群共生菌 Wolbachia 的感染率及其分类地位,探讨该共生菌对韭菜迟眼蕈蚊的潜在影响。【方法】利用线粒体细胞色素氧化酶I（mtCOI）基因引物（LCO1490/HCO2198）,通过扩增测序和序列比对对采自山东省12个地区的根蛆种群进行了分类鉴定。在上述基础上,利用 Wolbachia 的16S rDNA和 wsp 基因特异引物（分别为16S-F/16S-R和81F/691R）对鉴别出的11个韭菜迟眼蕈蚊种群体内Wolbachia 感染情况进行了PCR检测;对感染个体体内 Wolbachia 依据16S rDNA基因片段序列进行分类鉴定。【结果】山东省12个根蛆种群中,11个种群为韭菜迟眼蕈蚊种群。基于 Wolbachia 的16S rDNA基因特异引物检测结果发现,这些韭菜迟眼蕈蚊种群广泛感染 Wolbachia （感染率为6.67%~93.33%）,而利用wsp 基因特异引物检测的感染率（0.00%~40.00%）相对较低些。基于 Wolbachia 的16S rDNA基因构建系统发育树表明,这些韭菜迟眼蕈蚊种群感染的Wolbachia 全部属于A组。【结论】确定了 Wolbachia 在山东省韭菜迟眼蕈蚊体内的感染率及其分类地位,为研究 Wolbachia 对韭菜迟眼蕈蚊生物学及生态学的影响奠定了基础。     

Wolbachia在玉米螟赤眼蜂内的三重感染

Wolbachia是一类广泛存在于节肢动物体内的共生菌。玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae是我国玉米田间的优势赤眼蜂种, 据报道, 赤眼蜂种内有Wolbachia感染。本文利用Wolbachia的16s rDNA和wsp基因引物通过PCR方法对玉米螟赤眼蜂的野生种群进行了调查, 发现以wsp基因为鉴定依据, 检测的所有个体都感染了3种Wolbachia ［wOstGDAa (GenBank accession no. EU157103), wOstGDAb (GenBank accession no. EU157104) 和 wOstGDB (GenBank accession no. EU157105)］。本文首次报道了野生赤眼蜂种群内Wolbachia的三重感染率几乎为100%。根据本研究的结果, 可以推测当不同种赤眼蜂寄生同一寄主时, Wolbachia可能会在不同赤眼蜂种间进行横向传播。