باکتری Wolbachia نرخ نسبت جنسی را در جمعیت های درون زاد و برون زاد زنبور پارازیتویید Habrobracon hebetor افزایش می دهد

کد مقاله : 1689-23IPPC
نویسندگان
1تهران - دانشکده کشاورزی - دانشگاه تربیت مدرس
2تهران، اتوبان چمران، پل نصرف دانشگاه تربیت مدرس
3گروه حشره شناسی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران،ایران
4گروه حشره شناسی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
چکیده
نسبت جنسی افراد بالغ یک مفهوم بنیادی در بیولوژی جمعیت، انتخاب جنسی و تکامل است که جهت بقا و دینامیسم جمعیت گونه ها ضروری می باشد. سازگاری نسبت جنسی با محیط توسط مکانیسم های مختلفی همچون درون زادی، رفتار جفتگیری، محدودیت منابع و حضور همزیست هایی مانند Wolbachiaصورت می پذیرد. باکتری Wolbachia یک همزیست درون سلولی اجباری است که عمدتا در بافت تولیدمثلی بندپایان مشاهده می شود. انتقال این باکتری به صورت عمودی توسط سیتوپلاسم تخم صورت می گیرد، از این رو در راستای افزایش پراکنش خود، نسبت جنسی میزبان را به روش های مختلف تغییر می دهد. نسبت جنسی در زنبورهای پارازیتویید از اهمیت زیادی برخوردار است. ما قبلا نشان دادیم Wolbachia منجر به ایجاد ناسازگاری سیتوپلاسمی و تاثیر بر رفتار جفتگیری زنبور پارازیتوییدHabrobracon hebetor می شود. در این مطالعه، بررسی کردیم که آیا حضور باکتریWolbachia بر نسبت جنسی جمعیت های درون زاد و برون زاد زنبور H. hebetor موثر است یا خیر. چهار لاین جداگانه از زنبور پارازیتویید شامل، دو لاین آلوده به Wolbachia و دو لاین تیمار شده با آنتی بیوتیک تتراسایکلین ایجاد شد و برای 10 نسل در شرایط آزمایشگاهی با دما 25 درجه، رطوبت 65 درصد و دوره نوری 8-16 ساعت جهت القای درون زادی پرورش داده شدند. افراد استفاده شده در این کراس ها (–♂W+♀× W+♂, W–♀× W)از جمعیت های یکسان انتخاب شدند، بنابراین انتظار می رفت که بسیار به هم نزدیک باشند. تعداد ده جفت از هر کراس استفاده شده و نسبت جنسی برای 10 نسل (11G تا 20G) ثبت شد. دو جمعیت برون زاد(OW– , OW+)این زنبور به عنوان کنترل استفاده شد. نرخ نسبت جنسی در -OW+,OW-,IW+,IW به ترتیب: 3/31±9/05 ،6/90±27/80، 4/16±52/67 و 2/16±63/96 بود. این نتایج نشان داد که نرخ نسبت جنسی نسل های متوالی در لاین برون زاد به طور قابل توجهی بالاتر از لاین درون زاد است. علاوه براین Wolbachia نسبت جنسی را در هر دو لاین دورن زاد و برون زاد در مقایسه با لاین بدون Wolbachia افزایش می دهد. بنابراین به نظر می رسد Wolbachia منجر به افزایش نرخ نسبت جنسی در هر دو حالت درون زاد و برون زاد در این زنبور پارازیتویید می شود. در حضور Wolbachia نرها باکتری را انتقال نمی دهند، در حالی که ماده ها قادر به انتقال این باکتری به نسل بعد هستند. با توجه به این که افراد ماده، حاصل تولید مثل جنسی در حشرات هستند، این نشان می دهد که آلودگی به Wolbachia منجر به افزایش تولید مثل جنسی و ایجاد نتاج ماده بیشتر و گسترش در جمعیت می شود.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Wolbachia enhance sex-ratio rate in the inbred and outbred lines of Habrobracon hebetor
Authors
seyyedeh fatemeh nasehi, Mohammad Mehrabadi, zeinab bagheri, Ali Asghar Talebi
Abstract
The adult sex ratio is a fundamental concept in population biology, sexual selection and evolution, being essential for the survival and dynamics of species populations. Adaptation of the sex ratio to the environment is accomplished by various mechanisms such as inbreeding, mating behavior, resource constraints, and the presence of endosymbionts such as Wolbachia. Wolbachia are obligatory endosymbionts which are mainly observed in the reproductive system of arthropods. The transmission of this bacterium is vertically by egg cytoplasm, hence to increase its distribution, it changes the host sex ratio in different ways. We previously showed that Wolbachia induce cytoplasmic incompatibility and affect reproductive behavior in the parasitoid wasp, Habrobracon hebetor. In this study, we questioned whether the presence of Wolbachia affect sex ratio of the H.hebetor inbreed lines. Four isolines of the parasitoid wasp including two Wolbachia infected (W+) and two Wolbachia cured (W–) lines were generated using tetracycline treatment and maintained for 10 generations in the laboratory condition at 25 ± 5 ºC, 60 ± 5% RH and a photoperiod of 16:8 h to promote inbreeding in the lines. The individuals used in the crosses (i.e. W+♀× W+♂, W–♀× W–♂) were derived from a propagation line and thus all individuals are expected to be closely related. We used ten pairs for each crosses and the sex ratio of these inbred lines (IW–and IW+) were then recorded for 10 generations (G11 to G20). Two outbred line (i.e. OW– and OW+) of this parasitoid wasp were used as the control. The sex ratio rate of IW–, IW+, OW– and OW+ were respectively as follow: 9.05±3.31, 27.80±6.90, 52.67±4.16 and 63.96±2.16. These results showed that sex ratio rate of the outbred lines were significantly higher than those of the inbred lines throughout the generations. Moreover, Wolbachia enhanced sex ratio in the both inbred and outbred lines compared to their respective lines without Wolbachia. Therefore, it seems that Wolbachia enhance sex ration rate of this parasitoid wasp in both inbred and outbred conditions. Males are dead end for Wolbachia while females are able to transfer this bacterium to the next generation. Considering females as a result of sexual reproduction in this insect, these results revealed that Wolbachia infection might have promoted sexual reproduction to generate more female offspring and propagate in the population.
Keywords
Sex ration distorter, vertical transmission, inbreeding