شناسایی و ردیابی باکتری های همزیست شته Brevicoryne brassicae و اثرات آن در بیولوژی شته
کد مقاله : 1727-23IPPC
نویسندگان
1تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده کشاورزی
2تهران، اتوبان چمران، پل نصر، دانشگاه تربیت مدرس
3گروه حشره شناسی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
4گروه حشره شناسی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
باکتری های همزیست حشرات نقش مهمی در اکولوژی و رفتار شناسی حشرات داشته و بسیاری از جنبه های زیستی آنها را تحت تاثیر قرار می دهند. باکتری‌های همزیست اجباری نقش مهمی در سنتز اسیدهای آمینه ضروری شته داشته و همزیست ثانویه یا اختیاری نقش در تحمل به دما، مقاومت به قارچ‌های پاتوژن و زنبورهای پارازیتوئید را ایفا می‌کنند. همزیست های اولیه یا اجباری برای بقا و تولید مثل شته ضروری بوده و در سلول های اختصاصی داخل بدن حشره بنام باکتریوسیت قرار گرفتند. همزیست هایی که مرتبط با باکتریوسیت هستند تقریبا در 10 درصد از تمامی گونه های حشرات شامل شته ها و دیگر حشراتی که از شیره گیاهی تغذیه می کنند وجود دارد. همزیست اولیه Buchnera aphidicola یکی از باکتری های گروه گاما-پروتئوباکتریا است که به صورت عمودی از مادر به فرزند منتقل می‌شود. تمامی شته ها همزیست اجباری B. aphidicola را حمل می‌کنند که مواد غذایی ضروری را که نمی توانند از رژیم غذایی شان بدست آورند را سنتز می‌کند. در این مطالعه باکتری های همزیست شته مومی کلم Brevicoryne brassicae که خسارت بالایی بر روی کلم دارد شناسایی و ردیابی شده و پس از حذف نقش آنها در بیولوژی این حشره آفت بررسی شد. پس از استخراج DNA و واکنش PCR با ژنهای 16SrRNA و پرایمرهای اختصاصی باکتری های همزیستBuchnera aphidicola ، Hamiltonella defensa، Regiella insecticolla، Serratia symbiotica، Arsenophonus و Rickettsia روی پوره های نسل اول حاصل از آنها انجام شد. باندهای تکثیر شده با الکتروفورز جدا شد و پس از خالص سازی، از هر دو انتها توالی یابی شدند. تنها باکتری همزیست گزارش شده از این مطالعه همزیست اجباری B. aphidicola بوده و باکتری همزیست ثانویه ای گزارش نشد. به منظور بررسی باروری شته های حاصل از این آزمایش تعداد 100 عدد پوره ی سن اول حاصل از شته های بالغ تیمار شده با آنتی بیوتیک ریفامپیسین تا زمان مرگ مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از واکنش PCR و ژل الکتروفورز نشان داد که شته هایی که همزیست Buchnera در آنها کاهش یافت، قادر به تولید مثل و پوره زایی نبوده و منجر به شته های بالغ ناارور شد. با توجه به نقش مهم این باکتری همزیست در شته B. brassicae مطالعه و تحقیق روش هایی که منجر به کاهش جمعیت این همزیست اجباری در شته ها گردد، می تواند به عنوان راهکاری جدید در کنترل این آفات مهم در نظر گرفته شود.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Detection and identification of bacterial symbionts of Brevicoryne brrassicae and their effects on aphid biology
Authors
Aida Ayoubi, Mohammad Mehrabadi, Ali Asghar Talebi, Yaghoub Fathipour
Abstract
Many aspects of the life history and behavior of insects are influenced by bacterial symbiont. In this study bacterial symbionts of Brevicoryne brrasicae which has high injury on cabbage were identified and their effects on aphid biology were determined. Primary symbionts are essential for survival and reproduction of their hosts, and are housed in specialized organs inside the insects called the "bacteriocyte". Bacteriocyte-associated symbionts harbored by roughly 10% of all insect species such as aphids and other sap-feeding insects The primary symbiont in aphis plays important role in amino acids synthesis and secondary endosymbionts induce thermal tolerance and protection against pathogens and parasitoids. The primary endosymbiont, Buchnera aphidicola is one of the ɣ-Proteobacteria that vertically transmitted from mother to the progeny After DNA extraction, PCR reactions were performed on first instar nymphs for specific primers of Buchnera aphidicola, Hamiltonella defensa, Regiella insecticolla, Serratia symbiotica, Arsenophonus and Rickettsia. The amplified fragments were separated by electrophoresis, purified from gel and sequenced from both ends. The only bacterial symbiont which was identified was B. aphidicola and any secondary bacterial was not reported. Bacterial reduction from adult insects were done by Rifampicin, then DNA extraction and PCR reaction were performed on the first-generation nymphs. For aphid fecundity assessments, 100 individuals of aposymbiotic nymphs were evaluated until death. The results of the PCR and gel electrophoresis showed that the obligatory symbiont considerably decreased in this way and aposymbiotic aphids were not able to reproduce. Study on the ways to reduce obligatory symbionts could be a new approach in biological control of aphids.
Keywords
Obligatory symbiont, Fecundity, Buchnera aphidicola, Brevicoryne brassicae