向川安瘿蜂寄生白栎虫瘿和成瘿枝的代谢组比较

虫瘿是植物受致瘿昆虫产卵和取食等刺激而异常生长形成的不正常组织。营养假说认为虫瘿组织营养物质的含量高于寄主植物的成瘿部位,而次生代谢产物的含量低于寄主植物的成瘿部位。向川安瘿蜂(Andricus mukaigawae)属膜翅目(Hymenoptera)瘿蜂科(Cynipidae),在白栎(Quercus fabri)枝条上形成虫瘿。本文基于非靶向代谢组,使用高效液相色谱-质谱检测、鉴定和比较向川安瘿蜂幼虫期虫瘿与寄主植物成瘿枝的代谢物。研究结果表明,向川安瘿蜂虫瘿和成瘿枝的代谢物组成存在差异;虫瘿的脂肪含量均高于成瘿枝,虫瘿的4种单宁和4种黄酮物质的含量均低于成瘿枝,这支持营养假说;虫瘿的氨基酸含量均低于成瘿枝,部分酚类物质的含量高于成瘿枝,这不支持营养假说。

向川安瘿蜂和寄生性长尾小蜂共生菌Wolbachia的检测

Wolbachia是一类胞质遗传共生菌,能调控被其感染宿主的生殖方式。以向川安瘿蜂虫瘿中获得的向川安瘿蜂和其寄生的长尾小蜂为材料,使用Wolbachia的wsp基因特异引物,通过PCR扩增向川安瘿蜂和长尾小蜂Wolbachia的wsp特异片段,以邻位相连法构建Wolbachia的wsp基因的分子系统树。结果表明:向川安瘿蜂和长尾小蜂均感染了Wolbachia;因二者感染Wolbacia的株系Wa和Wb的wsp序列差异大,不能认定在寄生的长尾小蜂和宿主向川安瘿蜂间存在Wolbachia的水平传播。

向川安瘿蜂虫瘿和无虫瘿枝条组织结构的比较

向川安瘿蜂(Andricus mukaigawae)属膜翅目(Hymenoptera)瘿蜂科(Cynipidae),在白栎(Quercus fabri)枝条上形成虫瘿。本文通过向川安瘿蜂虫瘿和无虫瘿枝条的石蜡切片,使用番红-固绿染色,比较向川安瘿蜂虫瘿与无虫瘿枝条的组织结构差异。结果表明,向川安瘿蜂虫瘿由表皮层、保护层、营养层和虫室组成。其中,保护层分为两层,外层是薄壁组织,内层分布许多散生的维管束,石细胞成群分布;营养层由具较大细胞核的营养细胞组成。无虫瘿枝条由周皮、皮层、次生韧皮部、维管形成层、次生木质部和髓组成。另外,向川安瘿蜂虫瘿和无虫瘿枝条的木质化程度存在差异,虫瘿的保护层存在大量的维管束,木质化程度较高,而无虫瘿枝条的木质化部分主要集中在次生木质部。本文为进一步研究向川安瘿蜂虫瘿次生代谢产物的分布提供了组织学基础。

向川安瘿蜂无性世代幼虫和成虫期虫瘿的游离氨基酸含量和组分的比较

虫瘿是植物响应致瘿昆虫刺激而异常生长形成的非正常组织。营养假说认为致瘿昆虫诱导虫瘿营养物质的含量高于植物未成瘿组织以满足自身营养需求。瘿蜂(膜翅目,瘿蜂科)幼虫生活于虫瘿的虫室内,以虫瘿为食,而成虫一般不取食,于虫瘿咬破一个羽化口而逃离。为验证营养假说,我们使用液相色谱首次测定了向川安瘿蜂无性世代幼虫和成虫期虫瘿、成瘿枝和未成瘿枝的20种游离氨基酸含量,包括10种非必需和10种必需氨基酸。结果表明,对于游离氨基酸总量,幼虫期虫瘿显著高于成瘿和未成瘿枝,成虫期则相反,且幼虫期虫瘿显著高于成虫期虫瘿。对于必需氨基酸总量,在幼虫和成虫期,虫瘿显著低于成瘿和未成瘿枝,且幼虫和成虫期虫瘿无显著差异。对于不同氨基酸含量,幼虫和成虫期虫瘿的脯氨酸含量均显著高于成瘿和未成瘿枝,但成虫期仅脯氨酸1种,而幼虫期虫瘿有12种氨基酸含量显著高于未成瘿枝和成瘿枝,其中,天冬酰胺和色氨酸分别是含量最高的非必需和必需氨基酸。对于氨基酸组分,主成分分析表明,在幼虫和成虫期,虫瘿的氨基酸组分均与成瘿和未成瘿枝不同,而成瘿和未成瘿枝的组分相似。笔者的研究结果支持营养假说,向川安瘿蜂无性世代的幼虫可能通过取食改变了虫瘿的游离氨基酸组分,诱导虫瘿的游离氨基酸总量及多数氨基酸含量,特别是与氮运输相关的天冬酰胺含量显著高于植物组织,这有利于满足幼虫的营养需求。成虫可能通过咬破虫瘿改变了虫瘿的游离氨基酸组分,但成虫期虫瘿游离氨基酸总量和多数氨基酸含量显著低于植物组织,这可能与成虫不取食虫瘿有关。需要指出的是,虫瘿较高含量的氨基酸不仅有利于向川安瘿蜂幼虫的营养需求,也可能有利于幼虫和成虫抵御植物的防御反应,如脯氨酸有利于清除植物防御反应产生的活性氧。

日本并腹客瘿蜂共生菌Wolbachia的多重感染

以湖南长沙采集的向川安瘿蜂Andricus mukaigawae和麦氏安瘿蜂A.mairei虫瘿中获得的日本并腹客瘿蜂Synergus japonicus为研究材料,使用Wolbachia的wsp基因特异引物,通过PCR法扩增日本并腹客瘿蜂的Wolbachia的wsp特异片段,以邻位相连法构建Wolbachia的wsp基因的分子系统树.研究结果表明:日本并腹客瘿蜂感染了Wolbachia;且Wolbachia的wsp序列一致性仅77%,差异较大,显然属于不同的Walbachia株系,为多重感染.