截形叶螨线粒体种群遗传结构与体内共生菌的关系研究
截形叶螨Tetranychus truncatus Ehara属于蛛形纲Arachnida、蜱螨亚纲Acari、真螨目Acariformes、叶螨科Tetranychidae，是一种重要的农林经济害虫，广布于中国各地区。Wolbachia是广泛存在于节肢动物体内的一种共生菌，它通过寄主卵的细胞质进行母系遗传，并能通过调控寄主的生殖以实现在宿主种群中的稳定存在和扩散。本研究通过线粒体DNA分子标记研究截形叶螨种群遗传结构与其体内共生菌Wolbachia的关系。结果表明，与Wolbachia的影响相比，地理因素对截形叶螨的种群遗传结构影响更大。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言4
1材料与方法5
1.1样品采集 5
1.2实验室虫源 5
1.3DNA提取5
1.4基因的扩增及测序6
1.5mtDNAcytb和wsp序列的测定及分析7
1.6截形叶螨种群遗传分化分析7
2结果与分析7
2.1不同地理种群截形叶螨mtDNA的单倍型分析7
2.2截形叶螨不同单倍型中Wolbachia的感染情况 7
2.3截形叶螨mtDNA多样性分析7
2.4中国截形叶螨自然种群的遗传分化分析7
3讨论8
参考文献13
截形叶螨线粒体种群遗传结构与体内共生菌的关系研究
植物保护131 赵殿树
引言
自线粒体DNA在20世纪60年代为Nass等人发现之后，人们开始渐渐重视对线粒体的基因结构、结构组成、DNA的复制、转录以及其蛋白的表达等多方面的研究，也因此加速了线粒体DNA（mtDNA）遗传等方面的研究进程。目前，果蝇、柑橘全爪螨、二斑叶螨、朱砂叶螨以及按蚊、血红扇头蜱、六角硬蜱等昆虫线粒体基因组已经完全测定，为之后相关研究奠定坚实的基础[1]。
一般认为mtDNA是一个较为广泛应用的分子标记，总结之前的研究，mtDNA有以下几个优点：
（1）mtDNA在很多物种中很容易扩增，由于其是单倍体，序列能够准 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
确检测，并且不需要克隆。即mtDNA在各个物种中属于相对高度保守的片段，并且结构较为稳定[2]。
（2）由于mtDNA具有高的进化速率并且其有效种群大小约是核基因标记的1/4，其进化速率也比单拷贝核基因要更快，具有分子进化钟的特性，通过mtDNA单倍型的多样性体现近期种群的历史演变，同时mtDNA还能够作为分子标记，进而对于一些亲缘关系较近的种群，通过对其mtDNA的变异分析从而对其进行区分[3]。
（3）mtDNA在生物体内呈母系遗传，即与DNA不同，其是从卵细胞中获得的。这种遗传方式可以降低复杂遗传背景的影响。然而，随着研究的不断深入，最近发现在一些物种中其子代也可能从父本中继承一些遗传物质[4]。
许多关于植食性叶螨遗传多样性、种群和类群分化的研究中都利用了许多种类的分子标记，mtDNA便位于此列。
有研究表明，线粒体CYTB是一个变异位点十分丰富且在许多物种中引起线粒体功能重要变化的线粒体基因，所以本文挑去了CYTB基因以期发现更多的截形叶螨种群信息。
Wolbachia是一类胞内共生菌, 研究发现其在自然界中的各种节肢动物中分布最为丰富，并且其有独特的遗传方式，即母系遗传[5]。Hertig和Wolbachia于1924年在尖音库蚊Culex pipiens的生殖组织里首次发现细胞内细菌，随后，Hertig为了纪念同伴，就将该细菌命名为Wolbachia pipientis[6]。在分类系统学上，Wolbachia被认为属于细菌门，α亚纲,立克次体目，隶属于立克次氏体科中的沃尔巴克氏体属。目前较多的研究表明除昆虫以外，Wolbachia还能够在叶螨、蜘蛛以及线虫中广泛感染以及传播。
随着理论与技术的进步，越来越多的研究者对Wolbachia进行了更为深入的研究。较多研究表明，Wolbachia是一种能够诱导宿主产生生殖异常现象的胞内共生菌。最早的时候，Yen和Barr利用抗生素人为的去除Wolbachia，得到不感染Wolbachia的品系。同时他们发现感染Wolbachia的雄性与去除Wolbachia的雌性杂交后出现不亲和现象。然而，当将雄性体内的Wolbachia去除后再与已经感染Wolbachia的雌性杂交后，并没有出现胞质不亲和现象[7]，从而证实了Wolbachia是一种能够诱导胞质不亲和的现象的共生菌。除了胞质不亲和现象之外，Wolbachia还在不同寄主中还能够诱导其宿主产生多种生殖调控，这其中就包括了对雄性后代的影响，例如，雌性化以及杀雄，还有对于母体生殖的影响，包括孤雌生殖等作用[5]。最近也有一些研究表明，Wolbachia的某些株系能够对寄主适合度等方面产生一定的影响，例如对宿主的寿命、产卵量等方面产生影响[8]或者Wolbachia能够参与宿主的卵子发生[9]等等。
能够导致胞内不亲和现象的Wolbachia与在昆虫中同样以母系遗传为基础的mtDNA自然会有许多相互的影响与作用。
许多研究已经渐渐揭示了Wolbachia与mtDNA的一部分互作关系，总结为以下四种[10][11][12][13][14][15][16]：
（1）Wolbachia能够降低宿主mtDNA多样性。
（2）Wolbachia对宿主mtDNA多样性不起作用。
（3）Wolbachia能够引起mtDNA的突变。
（4）Wolbachia能够诱导基于mtDNA的并系现象产生。
因此，在利用mtDNA研究截形叶螨种群遗传结构时，Wolbachia是必须考虑的重要因素之一。
在本研究中，首先利用Wolbachia的wsp基因进行PCR对中国截形叶螨的10个地理种群中感染Wolbachia的情况进行调查，再对这10个地理种群的mtDNAcytb进行研究分析，从而揭示截形叶螨不同地理种群的遗传分化情况。从而为之后研究截形叶螨种群遗传结构提供一定的基础。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言4
1材料与方法5
1.1样品采集 5
1.2实验室虫源 5
1.3DNA提取5
1.4基因的扩增及测序6
1.5mtDNAcytb和wsp序列的测定及分析7
1.6截形叶螨种群遗传分化分析7
2结果与分析7
2.1不同地理种群截形叶螨mtDNA的单倍型分析7
2.2截形叶螨不同单倍型中Wolbachia的感染情况 7
2.3截形叶螨mtDNA多样性分析7
2.4中国截形叶螨自然种群的遗传分化分析7
3讨论8
参考文献13
截形叶螨线粒体种群遗传结构与体内共生菌的关系研究
植物保护131 赵殿树
引言
自线粒体DNA在20世纪60年代为Nass等人发现之后，人们开始渐渐重视对线粒体的基因结构、结构组成、DNA的复制、转录以及其蛋白的表达等多方面的研究，也因此加速了线粒体DNA（mtDNA）遗传等方面的研究进程。目前，果蝇、柑橘全爪螨、二斑叶螨、朱砂叶螨以及按蚊、血红扇头蜱、六角硬蜱等昆虫线粒体基因组已经完全测定，为之后相关研究奠定坚实的基础[1]。
一般认为mtDNA是一个较为广泛应用的分子标记，总结之前的研究，mtDNA有以下几个优点：
（1）mtDNA在很多物种中很容易扩增，由于其是单倍体，序列能够准 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
确检测，并且不需要克隆。即mtDNA在各个物种中属于相对高度保守的片段，并且结构较为稳定[2]。
（2）由于mtDNA具有高的进化速率并且其有效种群大小约是核基因标记的1/4，其进化速率也比单拷贝核基因要更快，具有分子进化钟的特性，通过mtDNA单倍型的多样性体现近期种群的历史演变，同时mtDNA还能够作为分子标记，进而对于一些亲缘关系较近的种群，通过对其mtDNA的变异分析从而对其进行区分[3]。
（3）mtDNA在生物体内呈母系遗传，即与DNA不同，其是从卵细胞中获得的。这种遗传方式可以降低复杂遗传背景的影响。然而，随着研究的不断深入，最近发现在一些物种中其子代也可能从父本中继承一些遗传物质[4]。
许多关于植食性叶螨遗传多样性、种群和类群分化的研究中都利用了许多种类的分子标记，mtDNA便位于此列。
有研究表明，线粒体CYTB是一个变异位点十分丰富且在许多物种中引起线粒体功能重要变化的线粒体基因，所以本文挑去了CYTB基因以期发现更多的截形叶螨种群信息。
Wolbachia是一类胞内共生菌, 研究发现其在自然界中的各种节肢动物中分布最为丰富，并且其有独特的遗传方式，即母系遗传[5]。Hertig和Wolbachia于1924年在尖音库蚊Culex pipiens的生殖组织里首次发现细胞内细菌，随后，Hertig为了纪念同伴，就将该细菌命名为Wolbachia pipientis[6]。在分类系统学上，Wolbachia被认为属于细菌门，α亚纲,立克次体目，隶属于立克次氏体科中的沃尔巴克氏体属。目前较多的研究表明除昆虫以外，Wolbachia还能够在叶螨、蜘蛛以及线虫中广泛感染以及传播。
随着理论与技术的进步，越来越多的研究者对Wolbachia进行了更为深入的研究。较多研究表明，Wolbachia是一种能够诱导宿主产生生殖异常现象的胞内共生菌。最早的时候，Yen和Barr利用抗生素人为的去除Wolbachia，得到不感染Wolbachia的品系。同时他们发现感染Wolbachia的雄性与去除Wolbachia的雌性杂交后出现不亲和现象。然而，当将雄性体内的Wolbachia去除后再与已经感染Wolbachia的雌性杂交后，并没有出现胞质不亲和现象[7]，从而证实了Wolbachia是一种能够诱导胞质不亲和的现象的共生菌。除了胞质不亲和现象之外，Wolbachia还在不同寄主中还能够诱导其宿主产生多种生殖调控，这其中就包括了对雄性后代的影响，例如，雌性化以及杀雄，还有对于母体生殖的影响，包括孤雌生殖等作用[5]。最近也有一些研究表明，Wolbachia的某些株系能够对寄主适合度等方面产生一定的影响，例如对宿主的寿命、产卵量等方面产生影响[8]或者Wolbachia能够参与宿主的卵子发生[9]等等。
能够导致胞内不亲和现象的Wolbachia与在昆虫中同样以母系遗传为基础的mtDNA自然会有许多相互的影响与作用。
许多研究已经渐渐揭示了Wolbachia与mtDNA的一部分互作关系，总结为以下四种[10][11][12][13][14][15][16]：
（1）Wolbachia能够降低宿主mtDNA多样性。
（2）Wolbachia对宿主mtDNA多样性不起作用。
（3）Wolbachia能够引起mtDNA的突变。
（4）Wolbachia能够诱导基于mtDNA的并系现象产生。
因此，在利用mtDNA研究截形叶螨种群遗传结构时，Wolbachia是必须考虑的重要因素之一。
在本研究中，首先利用Wolbachia的wsp基因进行PCR对中国截形叶螨的10个地理种群中感染Wolbachia的情况进行调查，再对这10个地理种群的mtDNAcytb进行研究分析，从而揭示截形叶螨不同地理种群的遗传分化情况。从而为之后研究截形叶螨种群遗传结构提供一定的基础。
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