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灰飞虱体内Wolbachia的检测及三种稻飞虱Wolbachia的wsp基因差异分析

2012-09-28许存宾王锡锋

植物保护 2012年6期
关键词:水稻

许存宾, 刘 艳, 王锡锋

(中国农业科学院植物保护研究所,植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100193)

Wolbachia是一类细胞内共生菌,是属于α-变形菌门的立克次氏体。最早于1924年在尖音库蚊(Culex pipiens Linnaeus)的生殖器官内发现,命名为 Wolbachia pipienti[1]。Wolbachia 普遍寄生于昆虫、甲壳动物、螨虫和丝状线虫类动物体内,据估计66%的昆虫都感染有Wolbachia[2]。Wolbachia随母系遗传,参与调控寄主的诱导细胞质不亲和(cyto-plasmic incompatibility,CI)、雄性致死(male-killing)、雌性化(feminization)、孤雌生殖(parthenogenesis inducing)等多种生殖活动[3-7],从而有利于自身的生存与传播,并影响寄主的生殖行为。此外也有研究表明Wolbachia能保护寄主抵御病原菌和寄生虫等的侵害[8]。Wolbachia还能依靠寄主的捕食、寄生等行为在昆虫的个体、群体间进行横向传播[9-10]。

早期的研究多用DAPI染色法和电镜观察昆虫体内的 Wolbachia[11-12]。随着分子生物学方法的快速发展,主要利用其16S/23SrDNA、groEL、ftsZ和wsp等基因进行PCR检测与序列分析[13]。编码表面蛋白的Wolbachia outer surface protein(wsp)基因是已知的Wolbachia基因中进化最快的基因,因而被广泛地用于Wolbachia的PCR检测与分子鉴别[14]。根据分子系统发生,Wolbachia的不同种属被划分为11个超群(supergroups A~K),节肢动物中的Wolbachia主要划分在A和B超群,并在两超群下又细分为12个组[14]。

水稻是我国最重要的粮食作物之一,水稻生产的丰歉直接影响我国的粮食安全。自20世纪60年代中期起,稻田3种飞虱(褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱)陆续成为影响我国水稻生产的重要生物灾害。同时灰飞虱还可以在水稻、小麦、玉米上传播水稻条纹病毒和水稻黑条矮缩病毒,引起的病毒病造成更为严重的损失[15]。长期以来国内外把研究重点放在与应急防治密切相关的技术研发上,而对与稻飞虱灾变和持续治理相关的生物学和生态学基础研究较少。……

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