论文部分内容阅读
微孢子虫(Microsporidia)是一类广泛存在的,专营细胞内寄生的单细胞真核寄生物。由于其种类庞大,加之微生物本身的易变性,交叉感染的复杂性以及地理区域隔离等多方面的原因,使微孢子虫在组织形态、生理生化和分子生物学特性等各个方面呈现了生物的多样性,这为生产上准确地鉴别病原性微孢子虫及系统地控制家蚕微粒子病带来了困难。为了确定病原来源,正确地分类定位,对不同昆虫来源的微孢子虫在转寄主繁殖前后和在自然寄主繁殖过程中不同代数之间呈现的形态大小、超微结构以及分子水平上的差异等进行研究显得尤为重要。本论文从生活史、超微结构、SSU-rDNA基因和ITS四个方面入手,主要研究了两种昆虫来源的微孢子虫的鉴定和转寄主后的遗传变异,希望能为蚕业生产上查明异型微孢子虫的来源,系统地控制微孢子虫病的发生,以及微孢子虫的分子生物学鉴定和遗传变异的研究等提供一定的理论参考。本论文的研究结果主要有:
(1)通过生活史的观察,发现菜粉蝶微孢子虫CFD和桑尺蠖微孢子虫SCH在蚕体中的发育过程较为相似,在各发育阶段均为双核,以二分裂方式增殖,孢子芽母细胞二分裂产生2个双核孢子芽,最后形成2个双核的成熟孢子。这种微孢子虫的生活史发育模式符合Nosema属的特征。CFI)和SCH的孢子形态都为椭圆形,但后者比前者稍长;两者的生活周期明显较短,CFD为72h,SCH为96h,可初步推断两者应为~bsema属不同种。
(2)通过扫描电镜观察,菜粉蝶微孢子虫原代和转家蚕寄主繁殖后的四代之问在形态上大多为椭圆形,表面光滑。孢子形状在F1代不太均匀,但随着继代繁殖次数的增加趋向均一;原代孢子最小,转寄主繁殖后孢子变大,至F3和F4代趋于稳定。桑尺蠖微孢子虫转寄主继代繁殖后,形态上没有发生明显的变异,都为椭圆形,表面光滑;其孢子体积随着继代次数的增加趋于变小。
透射电镜结果表明,菜粉蝶微孢子虫和桑尺蠖微孢子虫的超微结构特征均符合Nosema属的描述。经家蚕继代繁殖后,其孢子壁、极体、极丝结构、孢子核和粗面内质网等都没有发现明显的变化,而极丝圈数和后极泡则有所变化,但变异趋势不稳定。
(3)通过对微孢子虫SSU-rDNA基因的部分序列进行分析,发现菜粉蝶微孢子虫在转寄主繁殖前后发生了明显的碱基变异。基于SSU-rDNA序列构建的系统发育树表明,菜粉蝶微孢子虫原代位于Nosema属和Fairimorpha属的混合群中,转家蚕寄主繁殖后的四代都位于真正的Nosemabombycis类群中。从遗传距离上来看,菜粉蝶微孢子虫从FO代到F4代呈现了一种从野外昆虫微孢子虫到家蚕微孢子虫的过渡趋势。五代桑尺蠖微孢子虫的SSU-rDNA基因也呈现了相似的变异。
(4)进一步对两种微孢子虫ITS区的序列进行分析,发现ITS区前后的LSU-rDNA序列和SSU-rDNA序列高度保守,而ITS区序列则变异较大,即使是同一种微孢子虫的同一个PCR产物,其不同的克隆之间也存在较大的差异,不同世代之间的变化趋势不明显,种内变异度和种间变异度相差不大,所以,Nosema属的ITS序列不能作为该属种水平上的分类依据。通过多重比对分析,发现微孢子虫的ITS区包含三个长度不同的高度变异区,在其余的保守序列中又存在三个高度变异位点。
综上所述,从菜粉蝶和桑尺蠖体内分离的这两种微孢子虫都属于Nosema属。微孢子虫在转寄主前后,形态大小和超微结构上的变化不明显,但在基因水平特别是SSU-rDNA上却呈现明显的变化趋势,系统发育树的构建清楚地体现了微孢子虫转寄主后的一种选择适应性变化过程。