昆蟲(chóng)與微生物之間存在著密切的共生關(guān)系,宿主昆蟲(chóng)能夠?yàn)楣采⑸锾峁┘木拥姆�(wěn)定生境,而共生微生物則為宿主昆蟲(chóng)提供生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及提高宿主對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力,兩者相互依存并共同進(jìn)化著。褐飛虱(Nilaparvata lugens)是我國(guó)及東南亞水稻產(chǎn)區(qū)的主要害蟲(chóng),與大多數(shù)刺吸危害的其它半翅目昆蟲(chóng)一樣,褐飛虱體內(nèi)也同樣存在著多種共生微生物。已有的研究表明了這些共生微生物在褐飛虱的營(yíng)養(yǎng)代謝過(guò)程中可能具有十分重要的作用,是褐飛虱致害性產(chǎn)生、爆發(fā)成災(zāi)的重要原因之一。然而其共生機(jī)制并沒(méi)有從分子水平上得到很好的解釋,本論文從基因組和蛋白組數(shù)據(jù)分析入手,對(duì)褐飛虱體內(nèi)的共生微生物與宿主的共生關(guān)系以及共生菌自身的進(jìn)化展開(kāi)研究,所取得的主要結(jié)論如下：(1)通過(guò)利用相近物種Arsenophonus nasoniae的基因組序列作為參考,成功地從褐飛虱整蟲(chóng)基因組數(shù)據(jù)中篩選并拼接完成了褐飛虱共生細(xì)菌"Candidatus Arsenophonus nilaparvatae"基因組,其大小為2.96M,共注釋得到2,762個(gè)基因。通過(guò)對(duì)該基因組的分析,證實(shí)了該細(xì)菌是一種典型的次生共生細(xì)菌,并且發(fā)現(xiàn)其分泌系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)以及免疫防御等相關(guān)基因在進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)了基因丟失的現(xiàn)象；(2)從褐飛虱體內(nèi)純化出類(lèi)酵母共生菌(Yeast-like Symbiont, YLS)并結(jié)合了454測(cè)序和Illumina測(cè)序平臺(tái),成功得到大小為26.8M的基因組,共預(yù)測(cè)得到7,155個(gè)基因。利用基因組進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析,明確了褐飛虱YLS的進(jìn)化地位和物種分化時(shí)間。通過(guò)對(duì)該基因組的分析,發(fā)現(xiàn)其侵染相關(guān)基因以及有性生殖相關(guān)基因出現(xiàn)了丟失,闡述了共生真菌不同于共生細(xì)菌的進(jìn)化模型。此外,我們對(duì)褐飛虱YLS進(jìn)行了命名,拉丁名為"Entomomyces delphacidicola str. NLU";(3)基于對(duì)褐飛虱、共生真菌和共生細(xì)菌三者的基因注釋,發(fā)現(xiàn)類(lèi)酵母共生真菌含有十種必需氨基酸合成通路上的所有基因,并且褐飛虱和共生真菌能通過(guò)巧妙的互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)尿酸代謝循環(huán)途徑,同時(shí)褐飛虱也可以利用真菌麥角甾醇合成通路中的中間體來(lái)合成自身生長(zhǎng)發(fā)育所需的膽固醇。此外,共生細(xì)菌幾乎含有B族維生素合成所需的所有基因,推測(cè)其很有可能為宿主褐飛虱生長(zhǎng)發(fā)育提供所需的維生素；(4)通過(guò)結(jié)合質(zhì)譜和基因組數(shù)據(jù),我們成功鑒定得到了褐飛虱共生真菌YLS中3個(gè)疑似胞壁蛋白的基因。然而利用酵母雙雜交技術(shù)并沒(méi)有篩選到能與這三個(gè)蛋白互作的褐飛虱相關(guān)蛋白。同時(shí),質(zhì)譜還鑒定到眾多的分子伴侶蛋白,推測(cè)其可能在共生關(guān)系中扮演著重要的角色。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：S435.112.3;S182
【部分圖文】：

巧（如化ｉＭ／ｎａｎＷａ、化伯如０、ＴＶｅＡｎＷａｙａ等），也有呈桿狀（如Ｍｏｒａｗｅ舶逡逑等）、線(xiàn)型戎管型（如Ｃａｒｓｏｎｅ侃、訊／ｄｆｌ等），且絕大多數(shù)僅分布在昆蟲(chóng)特化的逡逑含菌細(xì)胞內(nèi)（圖１．１）。不同昆蟲(chóng)中的含菌細(xì)胞數(shù)目也有差異，如粉拼、巧蟲(chóng)等昆逡逑蟲(chóng)的含菌細(xì)胞數(shù)量顯著多于煙粉槰的含菌細(xì)胞（Ｇａｔｅｈｏｕｓｅｅｆａ／．，２０１巧；不同昆蟲(chóng)逡逑含菌胞巧的共生細(xì)菌分布模式也不盡相同，有的含菌細(xì)胞僅含有一種專(zhuān)性?xún)?nèi)共生逡逑細(xì)菌，如

本文編號(hào)：2823800