陳露 谷少華 王雄雅 李顯春

摘要

本研究對(duì)B型和Q型煙粉虱的吡蟲啉或吡丙醚的抗、感品系進(jìn)行16S rRNA細(xì)菌多樣性測(cè)序分析，以明確內(nèi)共生菌的種類和數(shù)量與煙粉虱生物型和抗性的關(guān)系。結(jié)果表明Candidatus Nitrososphaera、Bacillus、Sphingobium只在Q型煙粉虱中存在，而Candidatus Hamiltonella、Lactobacillus、Helicobacter等只在B型煙粉虱中存在，說明這些內(nèi)共生菌可能與煙粉虱B、Q兩種生物型的分化有關(guān)；內(nèi)共生菌Rickettsia、Candidatus Portiera、Candidatus Hamiltonella、S247、Prevotella等在煙粉虱的新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉抗性品系中明顯多于敏感品系，其可能與煙粉虱對(duì)吡蟲啉的抗性有關(guān)；在對(duì)保幼激素類似物殺蟲劑吡丙醚的抗性品系中，Candidatus HamiltonellaOTU7、Candidatus PortieraOTU5、Candidatus PortieraOTU190、RickettsiaOTU4、RickettsiaOTU2的數(shù)量明顯多于敏感品系，說明這些內(nèi)共生菌可能與煙粉虱對(duì)該類藥物的抗性有關(guān)。

關(guān)鍵詞

煙粉虱； 生物型； 抗藥性； 16S rRNA測(cè)序； 內(nèi)共生菌

中圖分類號(hào)：

Q 965

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2017141

Comparative analysis of bacterial community between insecticide

resistant and susceptible strains of Bemisia tabaci

CHEN Lu1， GU Shaohua1， WANG Xiongya1， LI Xianchun1，2

（1.State Key Laboratory for Plant Diseases and Insect Pests， Institute of Plant Protection， Chinese Academy of Agricultural

Sciences， Beijing 100193， China； 2. Department of Entomology， University of Arizona， Tuson 85721， USA）

Abstract

To study the relationships between biotypes and resistance of Bemisia tabaci and its endosymbionts，we compared the microbiota among different strains of B and Q biotypes that are susceptible or resistant to neonicotinoids orpypriproxyfen by using 16S rRNA amplicon sequencing technology.Candidatus Nitrososphaera， Bacillus and Sphingobsium were found in Q biotype strain only， whereas Candidatus Hamiltonella， Lactobacillus and Helicobacter were detected only in the B biotype strains.This suggested that these endosymbionts might be related to the differentiation of B/Q biotypes.Rickettsia， Candidatus Portiera， Candidatus Hamiltonella， S247 and Prevotella were significantly enriched in the imidacloprid resistant strains than in the susceptible strain， suggesting that these endosymbionts might contribute to B.tabacis resistance to imidacloprid.Furthermore， the pyriproxyfenresistant strain carried significantly more Candidatus HamiltonellaOTU7， Candidatus PortieraOTU5， Candidatus PortieraOTU190， RickettsiaOTU4 and RickettsiaOTU2 than the susceptible strain， implicating that these endosymbionts might be involved in B.tabacis resistance to pyriproxyfen. Taken together， the data obtained support the involvements of endosymbionts in B/Q differentiation and their resistance to insecticides.

Key words

Bemisia tabaci； biotype； insecticide resistance； 16S rRNA amplicon sequencing； endosymbiont

共生菌與節(jié)肢動(dòng)物共生是一種廣泛存在的現(xiàn)象，近年來逐漸成為昆蟲學(xué)的研究熱點(diǎn)之一[1]。在長期的進(jìn)化過程中，昆蟲趨向于與一些微生物建立內(nèi)共生關(guān)系，這一現(xiàn)象在鞘翅目和半翅目昆蟲如蟬、蚜蟲、褐飛虱、煙粉虱中尤為突出[2]。昆蟲內(nèi)共生菌通常分為兩大類：初生內(nèi)共生菌和次生內(nèi)共生菌[34]。昆蟲與內(nèi)共生菌的互作關(guān)系多種多樣：一些初生內(nèi)共生菌能夠通過自身的代謝活動(dòng)彌補(bǔ)宿主由于食物源限制而導(dǎo)致的某些必需氨基酸和維生素的缺乏；也可通過分泌毒素、抗生素等物質(zhì)來降低或防止病原體或外源有害寄生物感染宿主；同時(shí)，還能夠增強(qiáng)宿主環(huán)境適應(yīng)性，改變宿主入侵性，調(diào)控植物生理反應(yīng)，抑制植物對(duì)宿主的不利影響；利用對(duì)抗逆性基因精確的表達(dá)調(diào)控來增強(qiáng)宿主抗藥性等[1]。值得一提的是，即使是同一種共生菌，在不同的宿主體內(nèi)所發(fā)揮的作用也不盡相同[1]。隨著研究的深入，內(nèi)生菌的新功能不斷地被發(fā)現(xiàn)，如研究較為成熟的Rickettsia，當(dāng)與蚜蟲共生時(shí)能夠提高蚜蟲的耐熱力、改變蚜蟲體色、增強(qiáng)蚜蟲對(duì)瓢蟲的抵抗力、降低其對(duì)寄生蜂的抗性，而當(dāng)其存在于煙粉虱體內(nèi)時(shí)則能夠提高煙粉虱的產(chǎn)卵量及后代存活率、增強(qiáng)對(duì)宿主的適合度[58]。

20世紀(jì)90年代，人們逐漸認(rèn)識(shí)到煙粉虱內(nèi)共生菌具有重要的經(jīng)濟(jì)意義，對(duì)由其介導(dǎo)的昆蟲適應(yīng)性性狀的研究越來越多[9]，但其作用機(jī)制尚不明確[1012]。內(nèi)共生菌的水平傳播方式加速了不同種群間內(nèi)共生菌的交流，致使宿主由于獲得環(huán)境中新的微生物而產(chǎn)生新的基因型和生物適應(yīng)性狀，包括耐熱性、抗寄生、抗藥性以及入侵能力[1]。有研究表明，煙粉虱B、Q生物型與其次生內(nèi)共生菌之間存在一定的關(guān)聯(lián)[1314]。不同的煙粉虱生物型mtDNA基因序列不同，包含的內(nèi)共生菌也有各自的特點(diǎn)[15]。Olivier等發(fā)現(xiàn)，采集于不同地區(qū)的不同煙粉虱生物型，其內(nèi)共生菌群落具有特異性[13]。此外內(nèi)共生菌與昆蟲抗藥性之間也存在一定關(guān)系，如Xu等通過16S rRNA技術(shù)證實(shí)腸道內(nèi)共生菌參與了南部長蝽Blissus insularis對(duì)殺蟲劑的抗藥性[16]。有研究表明，隨著體內(nèi)內(nèi)共生菌的減少，灰飛虱對(duì)殺蟲劑的抗性逐漸降低[17]；蚜蟲體內(nèi)的共生菌與有機(jī)磷殺蟲劑抗性的產(chǎn)生有關(guān)[18]。

目前，煙粉虱對(duì)大部分常規(guī)殺蟲劑均產(chǎn)生了不同程度的抗藥性[19]。對(duì)煙粉虱抗性機(jī)制的早期研究主要集中在殺蟲劑靶標(biāo)、解毒代謝酶以及藥劑排泄基因上，近年來的研究表明內(nèi)共生菌也可能與昆蟲對(duì)殺蟲劑的抗性有關(guān)[2021]，Ghanim和Kontsedalov通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煙粉虱不同品系內(nèi)共生菌差異可顯著影響其對(duì)殺蟲劑的抗性[22]；Xie等通過轉(zhuǎn)錄組分析從分子水平揭示了煙粉虱內(nèi)共生菌與其抗藥性之間的關(guān)系[23]。目前，關(guān)于內(nèi)共生菌與昆蟲抗藥性產(chǎn)生機(jī)制的關(guān)系主要有兩種說法：（1）昆蟲通過與能夠降解農(nóng)藥的微生物共生而獲得抗藥性；（2）昆蟲腸道的微生物通過改變菌落結(jié)構(gòu)來激活宿主的免疫系統(tǒng)，使宿主的抗藥性增強(qiáng)[2425]。

目前對(duì)煙粉虱內(nèi)共生菌的研究大多局限在以下幾個(gè)屬，包括1個(gè)初生內(nèi)共生菌Portiera aleyrodidarum和6個(gè)次生內(nèi)共生菌：Hamiltonella，Aresenphonus，Cardinium，Wolbachia，Rickettsia，F(xiàn)ritschea[26]，但較為全面系統(tǒng)地開展煙粉虱不同生物型或不同殺蟲劑抗、感品系之間內(nèi)共生菌種類和數(shù)量的研究仍為空白。因此，我們期望在前人研究的基礎(chǔ)上，通過對(duì)煙粉虱抗、感殺蟲劑品系內(nèi)共生菌群落的差異比較，揭示煙粉虱內(nèi)共生菌—生物型—抗藥性之間的互作關(guān)系，這對(duì)煙粉虱田間防治、生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估等都具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

煙粉虱敏感品系（susceptible strain，S）：美國亞利桑那大學(xué)昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供，經(jīng)過在室內(nèi)不接觸任何農(nóng)藥的條件下采用煙草（‘亞布力旱煙）連續(xù)多代飼養(yǎng)繁育而成。煙粉虱抗性品系（resistant strain，R）：美國亞利桑那大學(xué)昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供，經(jīng)過在室內(nèi)以高濃度相應(yīng)農(nóng)藥定期篩選以保持其抗性水平。試驗(yàn)時(shí)先對(duì)每個(gè)品系取5頭煙粉虱成蟲，采用CAPS標(biāo)記法鑒定試驗(yàn)所用6個(gè)品系煙粉虱的生物型純度[26]。各個(gè)品系及其代號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1。

1.2 煙粉虱毒力測(cè)定

卵的毒力測(cè)定參照Denehy等[27]的著卵葉片浸漬法。在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將吡丙醚用ddH2O配成系列濃度（含0.1%的吐溫+曲拉通），0.1%吐溫+曲拉通水溶液作為對(duì)照，每個(gè)濃度3個(gè)重復(fù)。將1片真葉期的棉苗放入事先開好透氣孔的培養(yǎng)皿中，每皿接入20對(duì)自然混合日齡的煙粉虱成蟲，放入培養(yǎng)箱中，溫度（26±1）℃，濕度70%±10%，光周期L∥D=16 h∥8 h，產(chǎn)卵24 h之后將棉苗取出并浸入到不同濃度的藥液中，20 s后取出晾干并固定在盛有清水的閃爍瓶內(nèi)，再次放入培養(yǎng)箱中。7 d后記錄孵化出的1齡若蟲的數(shù)量，并計(jì)算孵化率，孵化率=若蟲數(shù)/卵數(shù)×100%。

成蟲的毒力測(cè)定參照Denehy等的內(nèi)吸葉碟法。在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將吡蟲啉用ddH2O配成系列濃度（含0.1%的吐溫），用0.1%吐溫水溶液作為對(duì)照，每個(gè)濃度和對(duì)照各3個(gè)重復(fù)。每個(gè)濃度的燒杯內(nèi)插入3株2 片真葉期的去根棉苗（‘京益1號(hào)），棉苗于培養(yǎng)箱中內(nèi)吸吡蟲啉24 h之后，按濃度由低到高，依次摘下葉片，用打孔器打出直徑為25 mm的葉碟待用。每個(gè)閃爍瓶內(nèi)加入約5 mL 3%的瓊脂，常溫冷凝后，將葉碟背面朝上仔細(xì)貼在閃爍瓶底部的瓊脂上。每個(gè)閃爍瓶內(nèi)接入10對(duì)自然混合日齡的煙粉虱成蟲，用透析膜封口，并倒置于溫度（26±1）℃、濕度 70%±10%、光周期L∥D =16 h∥8 h的培養(yǎng)箱中，48 h之后觀察，計(jì)算校正死亡率。

1.3 毒力測(cè)定數(shù)據(jù)分析

采用Probit軟件，對(duì)毒力測(cè)定結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算各個(gè)品系的LC50、95%置信區(qū)間和抗性倍數(shù)（抗性倍數(shù)=抗性品系LC50/敏感品系 LC50）。抗性倍數(shù)在3以下定為敏感，3.1～5倍屬于敏感性下降，5.1～10倍之間為低水平抗性，10.1～40倍為中等水平抗性，40.1～160倍為高水平抗性，160倍以上為極高水平抗性[28]。

1.4 煙粉虱內(nèi)共生菌16S rRNA測(cè)序分析

每個(gè)品系選10頭成蟲，用95%乙醇清洗3次，單頭提取總DNA，以該DNA為模板，按照V4區(qū)序列特征合成帶有barcode的特異引物，引物信息如下：正向引物16SV4 F 5′GTGCCAGCMGCCGCGGTAA3′，反向引物16S V4 R 5′GGACTACHVGGGTWTCTAAT3′。 PCR反應(yīng)體系：50 μL的反應(yīng)體系中含有10×Ex Taq Buffer 5.0 μL，dNTP Mixture 4.0 μL，16S V4上、下游引物各1.0 μL，Ex Taq酶0.3 μL，稀釋50倍后的DNA模板1.0 μL，加ddH2O補(bǔ)齊至50 μL。PCR反應(yīng)條件：95℃ 5 min，（95℃ 30 s，58℃ 30 s，72℃ 30 s）×35個(gè)循環(huán)，72℃ 7 min，保持16℃。16S rRNA PCR產(chǎn)物的測(cè)序、序列拼接和注釋均由北京賽默百合生物科技有限公司完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙粉虱各品系毒力測(cè)定結(jié)果

煙粉虱各品系毒力測(cè)定結(jié)果表明（表2），0852QR、1150WFPQR和Composite 11BR三個(gè)新煙堿類殺蟲劑抗性品系成蟲對(duì)吡蟲啉的LC50顯著高于新煙堿類殺蟲劑敏感品系Yuma04BS的LC50，抗性倍數(shù)分別為144 500、133 800和15 600倍，均達(dá)到極高水平抗性。吡丙醚抗性品系QC02BR的卵對(duì)吡丙醚的LC50也顯著高于其敏感品系1210GadsenBS的LC50，達(dá)到高水平抗性（表2）。

2.2 煙粉虱各品系內(nèi)共生菌的16S多樣性

16S rRNA PCR產(chǎn)物的深度測(cè)序、序列拼接和注釋結(jié)果表明，6個(gè)不同品系的

操作分類單元（operational taxonomic units，OTU）總數(shù)目從141個(gè)（Yuma04BS）到206個(gè)（1150WFPQR）不等，且OTU總數(shù)在品系BS、BR、QR中呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)；對(duì)每一品系來說，雖然2～19區(qū)間的OTU數(shù)量最多，但作用不大，因此僅選擇大于50區(qū)間所包含的OTU進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析（表3）。

對(duì)每一品系所對(duì)應(yīng)的所有OTU按照數(shù)目多少進(jìn)行降序排列，取所有樣品中排名前5 的OTU進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)6個(gè)品系共有且含量最多的內(nèi)共生菌主要分布在Candidatus Portiera、Candidatus Hamiltonella和Rickettsia這三個(gè)菌屬（圖1）。通過對(duì)6個(gè)品系的橫向比較發(fā)現(xiàn)，初生共生菌Candidatus Portiera在6個(gè)品系中的含量均在45%以上，尤其是在品系QC02BR中可高達(dá)83.1%；Rickettsia在Q型煙粉虱中的含量明顯高于B型煙粉虱；在Q型煙粉虱中并未檢測(cè)到Candidatus Hamiltonella，而在4個(gè)B型煙粉虱中，3個(gè)品系都含有Candidatus Hamiltonella，僅在對(duì)吡丙醚的抗性品系QC02BR中未檢測(cè)到Candidatus Hamiltonella而檢測(cè)到了Rickettsia，這可能是由于在抗性品系中Rickettsia將Candidatus Hamiltonella競(jìng)爭(zhēng)掉了的緣故。對(duì)每一品系所含有的OTU進(jìn)行縱向比較可以看出，在品系Yuma04BS中，Candidatus Portiera、Candidatus Hamiltonella和Rickettsia的OTU數(shù)分別占該品系總OTU數(shù)的65.1%、12.6%、0，三者共占該品系內(nèi)共生菌總數(shù)的77%（圖1）。在品系1210GadsenBS中，Candidatus Portiera、Candidatus Hamiltonella和Rickettsia的比例分別為63.8%、5.2%、0，三者共占內(nèi)共生菌總數(shù)的69%。在品系Composite 11BR中，Candidatus Portiera、Candidatus Hamiltonella和Rickettsia的比例分別為62.3%、6.4%、0，三者共占內(nèi)共生菌總數(shù)的68.7%。在品系QC02BR中，Candidatus Portiera、Candidatus Hamiltonella和Rickettsia的比例分別為83.1%、0、4.3%，三者共占內(nèi)共生菌總數(shù)的87.4%。在品系0852QR中，Candidatus Portiera、Candidatus Hamiltonella、和Rickettsia的比例分別為47.4%、0、32.2%，三者共占內(nèi)共生菌總數(shù)的79.6%。在品系1150WFPQR中，Candidatus Portiera、Candidatus Hamiltonella和Rickettsia的比例分別為46%、0、37.6%，三者共占內(nèi)共生菌總數(shù)的83.6%（圖1）。

2.3 內(nèi)共生菌對(duì)煙粉虱生物型的影響

Composite 11BR、0852QR、1150WFPQR均為對(duì)吡蟲啉抗性品系，對(duì)Composite 11BR和0852QR這兩個(gè)品系所包含的OTU 序列信息做對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)有30個(gè)數(shù)目在50以上的OTU僅存在于Q型品系0852QR，而在B型品系Composite 11BR中未檢測(cè)到（表4）。這些OTU的屬名為：Candidatus Nitrososphaera（總數(shù)668）、

節(jié)桿菌屬Arthrobacter（489）、芽胞桿菌屬Bacillus（262）、沃爾巴克氏屬Wolbachia（154）、銅綠假單胞菌屬Pseudomonas（113）、鞘氨醇單胞菌屬Sphingobium（73）、紅色桿菌屬Rubrobacter（72）、詹森菌屬Janthinobacterium（53）和鞘脂菌屬Sphingobium（53）（表4）。

對(duì)Composite 11BR和1150WFPQR這兩個(gè)品系所包含的OTU 序列進(jìn)行同樣的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)有10個(gè)OTU數(shù)目在50以上，而且僅存在于Q型品系1150WFPQR的OTU，劃歸在以下4個(gè)屬：節(jié)桿菌屬Arthrobacter（325）、Candidatus Nitrososphaera（281）、芽胞桿菌屬Bacillus（189）和鞘脂菌屬Sphingobium（50）（表5）。通過對(duì)表4、表5的綜合分析，發(fā)現(xiàn)Candidatus Nitrososphaera、Bacillus和Sphingobium為2個(gè)Q型煙粉虱品系的共有菌屬。

同樣的OTU序列對(duì)比分析還發(fā)現(xiàn)，數(shù)目在50以上的OTU共有29個(gè)，且僅存在于B型品系Composite 11BR中，而在0852QR和1150WFPQR兩個(gè)Q型品系中均未檢測(cè)到（表6）。它們屬于Candidatus Hamiltonella（10 320）、乳酸菌屬Lactobacillus（576）、幽門螺桿菌屬Helicobacter（531）、脫硫弧菌屬Desulfovibrio（162）、Akkermansia（159）、Prevotella（117）、普雷沃菌屬Prevotella（57）和Turicibacter（54）等菌屬（表6）。

2.4 內(nèi)共生菌對(duì)煙粉虱抗性的影響

比較在B型吡蟲啉敏感品系Yuma04BS和抗性品系Composite 11BR檢測(cè)到的OTU 序列，發(fā)現(xiàn)排在前六位的OTU在抗性品系的數(shù)目顯著高于敏感品系，倍數(shù)差異由大到小分別為：RickettsiaOTU10（17.36倍）、Candidatus PortieraOTU85（15倍）、Candidatus HamiltonellaOTU324（3.51倍）、S247OTU297（3.25倍）、PrevotellaOTU70（3.18倍）和Candidatus PortieraOTU190（3.0倍）（圖2）。

3 討論

本研究借助16S rRNA細(xì)菌多樣性測(cè)序技術(shù)，在煙粉虱體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了更多種類的內(nèi)共生菌，并對(duì)煙粉虱不同生物型或不同抗性品系的內(nèi)共生菌進(jìn)行了比較分析。由樣品主要屬分類水平物種組成柱形圖可以看出（圖1），各煙粉虱品系中數(shù)量最多的前3個(gè)內(nèi)共生菌屬占到了各品系內(nèi)共生菌總量的68.7%～87.4%，其中，初生共生菌Candidatus Portiera在6個(gè)品系中含量均為最多，Rickettsia屬在Q型煙粉虱中的含量高于B型，而Candidatus Hamiltonella僅能在B型煙粉虱中被檢測(cè)到。這一結(jié)果表明，初生內(nèi)共生菌Candidatus Portiera在煙粉虱體內(nèi)是穩(wěn)定存在的，這與其能夠穿透宿主生殖細(xì)胞嚴(yán)格進(jìn)行垂直傳播有關(guān)[2930]。初生內(nèi)共生菌一般通過合成必需的類胡蘿卜素和必需氨基酸來彌補(bǔ)宿主食物源營養(yǎng)物質(zhì)缺乏或不平衡，類似的內(nèi)共生菌還有木虱體內(nèi)的Carsonell以及蚜蟲體內(nèi)的Buchnera aphidicola等[3031]。由此可見，昆蟲初生內(nèi)共生菌對(duì)其生長發(fā)育是必不可少的。

Brown等發(fā)現(xiàn)，除了地理環(huán)境、繁殖力、抗性、入侵行為等因素之外，內(nèi)共生菌的種類和數(shù)量也是煙粉虱生物型劃分的一個(gè)重要依據(jù)，以上這些因素協(xié)同作用，直接或間接地影響煙粉虱生物型的分化[32]。本研究中，在對(duì)吡蟲啉產(chǎn)生抗性的3個(gè)煙粉虱品系中，與B型煙粉虱Composite 11BR相比，內(nèi)共生菌Candidatus Nitrososphaera、芽胞桿菌屬Bacillus、鞘脂菌屬Sphingobium等只在Q型煙粉虱0852QR和1150WFPQR這兩個(gè)品系中存在（表4、表5），相反，內(nèi)共生菌Candidatus Hamiltonella、乳酸菌屬Lactobacillus、幽門螺桿菌屬Helicobacter、脫硫弧菌屬Desulfovibrio等只能在B型煙粉虱Composite 11BR中檢出（表6），推測(cè)這些生物型特異的內(nèi)共生菌可能在煙粉虱Q、B兩種生物型分化過程中發(fā)揮了一定作用。已有很多研究證實(shí)，沃爾巴克氏屬Wolbachia在B型煙粉虱中的檢出率較低，并缺少衣原體細(xì)菌Candidatus Fritschea bemisiae和類噬胞細(xì)菌（CLO），這與我們的結(jié)果相似，這些內(nèi)共生菌的缺失可能與B型煙粉虱的入侵機(jī)制相關(guān)[4，33]。Chiel等也得到類似的研究結(jié)果，即Hamiltonella只能在B型煙粉虱中檢測(cè)到，而Wolbachia 和 Arsenophonus只能在Q型煙粉虱中檢測(cè)到，這種關(guān)聯(lián)表明次級(jí)內(nèi)共生菌與煙粉虱生物型存在一定的關(guān)系[14]。

通過對(duì)B型煙粉虱抗性品系與敏感品系間內(nèi)共生菌的比較，發(fā)現(xiàn)內(nèi)共生菌Rickettsia、Candidatus Portiera、Candidatus Hamiltonella、S247和Prevotella在吡蟲啉抗性品系Composite 11BR中的含量明顯高于敏感品系Yuma04BS（圖2），推測(cè)這些共生菌可能與煙粉虱對(duì)新煙堿類殺蟲劑抗性的形成有關(guān)；同時(shí)，在煙粉虱對(duì)吡丙醚的抗性品系QC02BR中發(fā)現(xiàn)共生菌Candidatus HamiltonellaOTU7、Candidatus PortieraOTU85、Candidatus PortieraOTU5、Candidatus PortieraOTU190、RickettsiaOTU4、RickettsiaOTU2的含量明顯高于敏感品系1210GadsenBS，認(rèn)為它們可能與煙粉虱對(duì)保幼激素類似物殺蟲劑的抗性形成有關(guān)。在其他昆蟲中也有相關(guān)研究表明內(nèi)共生菌對(duì)昆蟲抗藥性的產(chǎn)生具有一定影響，例如，灰飛虱對(duì)殺蟲劑的抗性會(huì)隨著體內(nèi)共生菌含量的減少而逐漸降低[17]；蚜蟲對(duì)有機(jī)磷類殺蟲劑的抗性產(chǎn)生也與其內(nèi)共生菌有關(guān)[34]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在受到高濃度藥劑處理后，昆蟲內(nèi)共生菌的含量會(huì)迅速增加[3536]，說明內(nèi)共生菌在協(xié)助宿主對(duì)殺蟲劑的解毒方面發(fā)揮重要作用；點(diǎn)蜂緣蝽Riptortus pedestris在感染伯克氏菌Burkholderia后，幼蟲對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的抗性顯著提高，這可能是由于伯克氏菌能將高毒的有機(jī)磷類殺蟲劑水解成低毒活性物質(zhì)，且該水解產(chǎn)物能夠作為碳源直接為宿主提供能量[37]。

本研究通過分析煙粉虱B、Q兩種生物型及殺蟲劑抗、感品系之間內(nèi)共生菌種類和數(shù)量的差異，認(rèn)為部分內(nèi)共生菌可能在煙粉虱生物型分化及抗藥性的形成中發(fā)揮作用。然而，有研究者指出，由于16S rRNA具有趨同性，通過對(duì)煙粉虱內(nèi)共生菌16S rRNA進(jìn)行測(cè)序分析，推斷煙粉虱內(nèi)共生菌的作用存在著一定的假定性[2]，因此，還需要進(jìn)一步研究去驗(yàn)證相關(guān)內(nèi)共生菌的功能作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊義婷， 郭建洋， 龍楚云， 等. 昆蟲內(nèi)共生菌及其功能研究進(jìn)展[J]. 昆蟲學(xué)報(bào)， 2014， 57（1）： 111122.

[2] 李正西， 李定旭. 桃蚜自然種群初級(jí)和次級(jí)共生菌的分子鑒定[J]. 昆蟲學(xué)報(bào)， 2005， 48（5）： 810714.

[3] 譚周進(jìn)， 肖啟明， 謝丙炎， 等. 昆蟲內(nèi)共生菌研究概況[J]. 微生物學(xué)通報(bào)， 2005， 32（4）： 140143.

[4] NIRGIANAKI A， BANKS G K， FROHLICH D R， et al. Wolbachia infections of the whitefly Bemisia tabaci [J]. Current Microbiology， 2003， 47（2）： 93101.

[5] OLIVER K M， DEGNAN P H， BURKE G R， et al. Facultative symbionts in aphids and the horizontal transfer of ecologically important traits [J]. Annual Review of Entomology， 2010， 55： 247266.

[6] TSUCHIDA T， KOGA R， HORIKAWA M， et al. Symbiotic bacterium modifies aphid body color [J]. Science， 2010， 330（6007）： 11021104.

[7] BRUMIN M， KONTSEDALOV S， GHANIM M. Rickettsia influences thermotolerance in the whitefly Bemisia tabaci B biotype [J]. Insect Science， 2011， 18（1）： 5766.

[8] HIMLER A G， ADACHIHAGIMORI T， BERGEN J E， et al. Rapid spread of a bacterial symbiont in an invasive whitefly is driven by fitness benefits and female bias [J]. Science， 2011， 332（6026）： 254256.

[9] 王珂，吳迪.煙粉虱內(nèi)共生菌研究進(jìn)展[J].河南科技，2012（8）：65.

[10]TEIXEIRA L， FERREIRA A， ASHBURNER M. The bacterial symbiont Wolbachia induces resistance to RNA viral infections in Drosophila melanogaster [J]. PLoS Biology， 2012， 6（12）： e2.

[11]BROWNLIE J C， JOHNSON K N. Symbiontmediated protection in insect hosts [J]. Trends in Microbiology，2009，17（8）： 348354.

[12]KM O， DEGNAN P H， BURKE G R， et al. Facultative symbionts in aphids and the horizontal transfer of ecologically important traits [J]. Annual Review of Entomology， 2010， 55（55）： 247266.

[13]GNANKIN O， MOTUON L， HENRI H， et al. Distribution of Bemisia tabaci （Homoptera： Aleyrodidae） biotypes and their associated symbiotic bacteria on host plants in West Africa [J]. Insect Conservation and Diversity， 2013， 6（3）： 411421.

[14]CHIEL E， GOTTLIEB Y， ZCHORIFEIN E， et al. Biotypedependent secondary symbiont communities in sympatric populations of Bemisia tabaci [J]. Bulletin of Entomological Research， 2007， 97（4）： 407.

[15]GUEGUEN G， VAVRE F， GNANKINE O， et al. Endosymbiont metacommunities， mtDNA diversity and the evolution of the Bemisia tabaci （Hemiptera： Aleyrodidae） species complex [J]. Molecular Ecology， 2010， 19（19）： 43654376.

[16]XU Y， BUSS E A， BOUCIAS D G.An initial investigation of the potential association between bacterial symbiosis and insecticide resistance in Blissus insularis （Hemiptera： Blissidae）[C].Proceedings of the Entomological Society of America Meeting， Austin， 2013.

[17]張曉婕， 俞曉平， 陳建明. 高溫對(duì)灰飛虱體內(nèi)類酵母共生菌和耐藥性的影響[J]. 中國水稻科學(xué)， 2008， 22（4）： 416420.

[18]AMIRESSAMI M.Investigation of the light microscopical and ultrastructure of the demetonSmethyl resistance aphids under consideration of the mycetome symbionts of the Phorodon humuli Schrank [M]. Schwemmier W， Schenk H E A. Endocytobiology Berlin： Walter de Gruyter， 1980： 425443.

[19]柳洋. 中國煙粉虱生物型分布、帶毒率及抗藥性監(jiān)測(cè)[D]. 北京： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 2015.

[20]李遷， 范佳， 孫京瑞， 等. 昆蟲內(nèi)共生菌昆蟲植物互作關(guān)系研究進(jìn)展[J]. 植物保護(hù)學(xué)報(bào)， 2016， 43（6）： 881891.

[21]徐紅星， 鄭許松， 劉淑平， 等. 昆蟲內(nèi)共生菌在昆蟲防御中的作用[J]. 應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào)， 2009， 46（3）： 350354.

[22]GHANIM M， KONTSEDALOV S.Susceptibility to insecticides in the Q biotype of Bemisia tabaci is correlated with bacterial symbiont densities [J]. Pest Management Science， 2009， 65（9）： 939942.

[23]WEN X， MENG Q S， WU Q J， et al. Pyrosequencing the Bemisia tabaci transcriptome reveals a highly diverse bacterial community and a robust system for insecticide resistance [J]. PLoS ONE， 2012， 7（4）： e35181.

[24]張曉婕. 浙江省灰飛虱抗藥性及其與體內(nèi)共生菌的關(guān)系[D]. 杭州：杭州師范大學(xué)， 2008.

[25]劉浩. 德國小蠊共生菌種群變化與抗藥性的關(guān)系[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)， 2013.

[26]劉國霞， 褚棟. 利用CAPS方法鑒別中國煙粉虱遺傳群[C]∥第三屆全國生物入侵大會(huì)論文摘要集—全球變化與生物入侵，2010.

[27]DENNEHY T J， DEGAIN B A， HARPOLD V S， et al. Extraordinary resistance to insecticides reveals exotic Q biotype of Bemisia tabaci in the New World [J]. Journal of Economic Entomology， 2010， 103（6）： 21742186.

[28]劉鳳沂， 李惠陵， 邱建友， 等. 惠州地區(qū)褐飛虱對(duì)幾種藥劑的抗藥性監(jiān)測(cè)[J]. 應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào)， 2010， 47（5）： 991993.

[29]BAUMANN P. Biology bacteriocyteassociated endosymbionts of plant sapsucking insects [J]. Annual Review of Microbiology， 2005， 59（1）： 155.

[30]SLOAN D B， MORAN N A. Endosymbiotic bacteria as a source of carotenoids in whiteflies [J]. Biology Letters， 2012， 8（6）： 986989.

[31]DOUGLAS A E. Molecular dissection of nutrient exchange at the insectmicrobial interface[J]. Current Opinion in Insect Science， 2014， 4（1）： 2328.

[32]BROWN J K. Molecular markers for the identification and global tracking of whitefly vectorBegomovirus complexes [J]. Virus Research， 2000， 71（12）： 233.

[33]ZCHORIFEIN E， BROWN J K. Diversity of prokaryotes associated with Bemisia tabaci （Gennadius） （Hemiptera： Aleyrodidae）[J]. Annals of the Entomological Society of America， 2002， 95（6）： 711718.

[34]AMIRESSAMI M， PETZOLD H.Symbiote investigation and insecticide resistance. Light microscopical and electron microscopical contribution for clarification of the insecticide resistance of the aphids under consideration of the mycetome symbiotes of the Myzus persicae Sulz [J]. Zeitschrift Fuer Angewandte Entomologie， 1977， 82： 253259.

[35]SINGH B K， WALKER A， WRIGHT D J. Crossenhancement of accelerated biodegradation of organophosphorus compounds in soils： Dependence on structural similarity of compounds [J]. Soil Biology & Biochemistry， 2005， 34（9）： 16751682.

[36]TAGO K， YONEZAWA S， OHKOUCHI T， et al. Purification and characterization of fenitrothion hydrolase from Burkholderia sp. NF100 [J]. Journal of Bioscience & Bioengineering， 2006， 101（1）： 8082.

[37]KIKUCHI Y， HAYATSU M， HOSOKAWA T， et al. Symbiontmediated insecticide resistance [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 2012， 109（22）： 86188622.

（責(zé)任編輯：田 喆）