Wolbachia在蚜虫类昆虫中的分布与多样性研究

研究细胞内共生菌Wolbachia与昆虫寄主关系的起源、形成及演变，揭示兼性内共生菌与寄主之间相互作用机理、以及兼性共生菌与专性共生菌之间关系是当前昆虫内共生菌研究领域的热点之一。本研究以昆虫中内共生菌种类非常丰富的类群- - 蚜虫类昆虫为研究对象，从宏观和微观两方面出发，系统研究蚜虫类昆虫中Wolbachia的超微形态、株系多样性，及其在蚜虫类昆虫中的分布特点；构建Wolbachia的系统发育关系，明确蚜虫类昆虫中Wolbachia的类型，探讨Wolbachia在蚜虫类昆虫的各级分类阶元上是否具有寄主特化性和地理分布特征；通过对同一寄主不同地理种群，以及来自不同寄主植物的同种蚜虫的Wolbachia的比较，明确地理因素和蚜虫寄主植物对Wolbachia分布的影响，掌握蚜虫类昆虫中Wolbachia的感染情况与分布规律，为进一步深入系统地研究Wolbachia与蚜虫寄主之间的关系奠定基础。

本研究调查了中国常见蚜虫物种共生菌Wolbachia的感染情况，明确了中国分布蚜虫感染的Wolbachia情况及物种水平感染模式，探讨了Wolbachia在中国蚜虫中分布格局的成因。以棉蚜和桃蚜为例，探讨了地理分布、寄主植物和蚜虫遗传背景等因素对Wolbachia种群水平遗传多样性的影响。.Wolbachia在中国蚜虫中分布广泛，被检测蚜虫物种都发现Wolbachia感染。感染的Wolbachia属于A、B和M超组，其中M超组为优势超组，感染所有检测物种；A、B超组只感染部分物种；未检测到N超组。M超组的单倍型丰富度较高，分布在大多数物种中的共享单倍型是原始单倍型，特有单倍型分布在不同的物种中，说明M超组Wolbachia在中国蚜虫物种中经历了一个近期感染而后快速扩张的过程。蚜虫中的A、B两个超组的序列与其他昆虫寄主中的相似度很高，暗示A、B超组的起源可能与水平传播有关。蚜虫感染Wolbachia的模式共有4种：只感染M超组（M），感染A和M超组（A&M），感染B和M超组（B&M），感染A、B和M超组（A&B&M）。其中M模式是主要感染模式。感染模式类型最丰富的是蚜亚科和大蚜亚科，包含全部4种感染模式。同属的不同物种表现出一致的感染模式。.以棉蚜和桃蚜为例，同一种蚜虫不同种群之间Wolbachia的感染模式有所不同，不同感染模式中，M和B&M模式最为普遍。地理分布和寄主植物因素对Wolbachia的遗传多样性没有明显影响：几乎所有种群Wolbachia遗传多样性均很高，不同地理种群和不同寄主植物种群间具有遗传背景相同的Wolbachia，种群之间的遗传变异主要来自种群内部；不同地理种群间Wolbachia 16S rDNA遗传距离与地理距离无显著相关性。通过对感染棉蚜与桃蚜的Wolbachia M超组的遗传多样性比较，表明两种蚜虫中具有遗传背景一致的Wolbachia，但两种蚜虫Wolbachia种群间具有极显著的遗传差异。表明蚜虫的遗传背景与其Wolbachia的遗传多样性存在一定程度的相关性，可能是导致Wolbachia发生快速进化的原因之一。.开展蚜虫与Wolbachia关系的相关研究，如：不同蚜虫类群Wolbachia感染情况，同种蚜虫不同型之间Wolbachia的比较，有助于揭示Wolbachia与蚜虫寄生关系的形成与演变，及其与蚜虫生物学特性之间的关联。