盐酸四环素处理对短管赤眼蜂孤雌产雌生殖特性及其体内Wolbachia的影响OA

【目的】本研究旨在明确共生菌Wolbachia属中特定菌株对宿主适合度的影响及分子机制。【方法】以20 mg/mL盐酸四环素蜂蜜溶液连续饲喂处理短管赤眼蜂Trichogramma pretiosum孤雌产雌品系3代成蜂,计算寄生率、羽化率和雌性比,并利用绝对定量qPCR(absolute quantitation qPCR,AQ-PCR)对短管赤眼蜂孤雌产雌品系成蜂体内Wolbachia属的wsp的lg(绝对拷贝数)进行检测,分析Wolbachia的滴度;利用Illumina平台以Wolbachia基因组作为参考基因组进行短管赤眼蜂孤雌产雌品系成蜂体内Wolbachia属的转录组测序,盐酸四环素处理前后短管赤眼蜂孤雌产雌品系成蜂体内Wolbachia转录组中筛选差异表达基因并进行GO/KEGG/COG数据库分析;利用RT-qPCR检测短管赤眼蜂孤雌产雌品系成蜂中Wolbachia属的5个基因(w 1260,w 0535,w 3585,w 4570和w 2910)的表达量。【结果】盐酸四环素处理组短管赤眼蜂孤雌产雌品系成蜂寄生率、羽化率、雌性比和体内wsp的lg(绝对拷贝数)均显著低于对照组且随世代增加显著下降。从盐酸四环素处理前后的短管赤眼蜂孤雌产雌品系成蜂体内Wolbachia转录组中共鉴定出28个差异表达基因(6个下调)且显著富集于代谢过程、氧化磷酸化、能量产生与转换等多个与生长发育相关的通路,6个下调基因经NCBI Blast比对到3个Wolbachia菌株w CIFem,w fur和w Sca。RT-qPCR验证表明,盐酸四环素处理后孤雌产雌成蜂体内5个差异表达基因(w 1260,w 0535,w 3585,w 4570和w 2910)表达趋势与转录组测序结果一致。【结论】Wolbachia滴度降低通过抑制关键代谢通路(如氧化磷酸化)及清除功能菌株(w CIFem,w fur和w Sca),削弱宿主能量供给与发育效率,导致生殖适合度下降。本研究首次以Wolbachia基因组为参考基因组解析共生菌-宿主互作的分子机制,研究结果表明Wolbachia通过菌株特异性基因网络维持共生稳态,揭示了Wolbachia中不同菌株通过多通路调控宿主生殖适合度的分子机制,为建立基于共生菌基因组的靶向调控技术体系提供理论支持。