昆虫学报 ›› 2025, Vol. 68 ›› Issue (9): 1222-1232.doi: 10.16380/j.kcxb.2025.09.006
郭琼, 周金瑞, 韩小虹, 刘璐, 魏琮*
GUO Qiong, ZHOU Jin-Rui, HAN Xiao-Hong, LIU Lu, WEI Cong*
摘要: 【目的】本研究旨在超微结构和基因组水平上对一色草蟋蝉Tettigetta isshikii成虫贮菌体、脂肪体和其他组织中的专性共生菌及兼性共生菌多样性与功能进行研究,更深入理解半翅目(Hemiptera)头喙亚目(Auchenorrhyncha)昆虫与内共生菌的共生关系。【方法】野外采集一色草蟋蝉雌雄成虫,采用透射电子显微镜和荧光原位杂交等技术明晰雌成虫贮菌体、脂肪体、卵巢、受精囊、唾液腺、锥形体、滤室和肠道及雄成虫精巢中共生菌Karelsulcia, Hodgkinia和沃尔巴克氏体Wolbachia的分布。对一色草蟋蝉雌成虫贮菌体和脂肪体及雄成虫精巢中的共生菌进行宏基因组测序和组装,通过基因组注释分析其功能。采用最大似然法和贝叶斯法分析一色草蟋蝉和其他昆虫中Wolbachia的系统发育关系,明确其系统地位。【结果】一色草蟋蝉雌成虫贮菌体中含有专性共生菌Karelsulcia和Hodgkinia,而属于F超群的兼性共生菌Wolbachia不仅存在于雄成虫精巢小管上皮细胞的细胞质和细胞核中,还存在于精子和雌成虫脂肪体的细胞核中。基因组注释分析表明,Karelsulcia和Hodgkinia的基因参与宿主必需氨基酸和维生素的合成,而Wolbachia的基因则参与核黄素代谢、血红素通路以及嘌呤和嘧啶的生物合成。Wolbachia在精子细胞核内增殖并可导致细胞核破裂。系统发育关系表明Wolbachia属于F超群,与节肢动物和线虫的Wolbachia亲缘关系最近。【结论】本研究揭示了一色草蟋蝉成虫贮菌体中共生菌Karelsulcia和Hodgkinia的潜在营养功能,并发现Wolbachia对宿主昆虫可能既有益又有害的独特现象,研究结果有助于进一步解析蝉科(Cicadidae)昆虫与共生菌间的复杂共生关系和协同演化。