浙江B型和非B型ZHJ-1烟粉虱共生细菌的多样性及功能研究

【摘要】： 烟粉虱Bemisia tabaci(Homoptera：Aleyrodidae)(Gennadius)是全世界热带、亚热带及相邻温带地区的一种主要作物害虫，是一个处于快速进化中的复合种，包括多个生物型和隐蔽种。B型烟粉虱入侵中国后，在一些地区已经取代中国本地烟粉虱成为优势种。烟粉虱以植物韧皮部汁液为食，体内存在可提供营养的原生共生细菌(Primary endosymbiont)和次生共生细菌(Secondary endosymbiont)。原生共生细菌与寄主长期协同进化，可以提供寄主食物中缺乏的必需氨基酸，是寄主存活所不可或缺的。次生共生细菌不是寄主存活所必需的，但对寄主的适应性、与其他昆虫竞争、对天敌的抵抗力等方面，都具有重要作用。为探讨共生细菌在B型烟粉虱入侵并替代中国本地烟粉虱的过程中所可能起到的作用，本文首先通过分子生物学方法对B型烟粉虱和本地非B型ZHJ-1烟粉虱体内共生细菌的种类进行调查，然后应用抗生素处理来了解共生细菌对烟粉虱生物学特性的影响。结果如下： (1)16S rDNA通用引物扩增出烟粉虱体内4种共生细菌，分别是原生共生细菌Portiera aleyrodidarum、次生共生细菌Hamiltonella defensa、Arsenophonus和Wolbachia。 (2)通过共生细菌的特异性引物，PCR检测采自浙江的B型烟粉虱和ZHJ-1烟粉虱中共生细菌的分布情况。结果表明，两个生物型均有原生共生细菌P．aleyrodidarum和衣原体Fritschea bemisiae，而其他次生共生细菌的组成存在差异。H．defensa和Rickettsia仅在B型烟粉虱中发现，而Wolbachia和Arsenophonus仅在ZHJ-1烟粉虱中发现。对原生共生细菌的系统发育分析表明，浙江的B型烟粉虱是外来的，而ZHJ-1烟粉虱是本地的。 (3)选用四环素、氨苄青霉素和利福平3种抗生素，通过饲喂法喂食初羽化的烟粉虱成虫，评价其后代在寄主植物棉花上的适应性，来了解共生细菌对烟粉虱的功能。这三种抗生素都无法除去烟粉虱的原生共生细菌P．aleyrodidarum，但可以除去B型烟粉虱中的次生共生细菌H．defensa和ZHJ-1烟粉虱中的Wolbachia和Arsenophonus。B型烟粉虱成虫取食了四环素和氨苄青霉素后，其后代的发育速率和存活率均显著提高，而取食利福平后，后代发育显著延缓但后代存活率无显著变化；ZHJ-1烟粉虱成虫取食四环素和氨苄青霉素后，其后代的发育也显著加快，但后代存活率无显著变化，而ZHJ-1烟粉虱取食利福平后，后代发育显著延缓、存活率下降。这些结果表明，去除烟粉虱体内某些次生共生细菌或降低原生共生细菌的量，可对其生长发育、存活和生殖等特性产生有利或不利的影响。