Встречаемость эндосимбиотической бактерии рода Wolbachia в природных популяциях Ostrinia Nubilalis и Ostrinia Scapulalis (Lepidoptera: Pyraloidea: Crambidae) на Юго-Западе России
- Авторы: Токарев Ю.С.1, Юдина М.А.2, Малыш Ю.М.1, Быков Р.А.2, Фролов А.Н.1, Грушевая И.В.1, Илинский Ю.Ю.2
-
Учреждения:
- Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений
- Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН
- Выпуск: Том 15, № 1 (2017)
- Страницы: 44-49
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/ecolgenet/article/view/6301
- DOI: https://doi.org/10.17816/ecogen15144-49
- ID: 6301
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В популяциях стеблевых мотыльков рода Ostrinia проведен анализ встречаемости эндосимбиотической бактерии рода Wolbachia. Пробы геномной ДНК экстрагированы из собранных в природе гусениц. ПЦР-анализ на присутствие Wolbachia проведен независимо по трем диагностическим локусам: 16SrRNA, gatB и fbpA. Положительный сигнал для Wolbachia получен для 13,5 % гусениц Ostrinia nubilalis (N = 141) и 31,9 % гусениц Ostrinia scapulalis (N = 138). В различных географических популяциях зараженность колебалась от 2,9 % (N = 34) до 65,8 % (N = 38), при этом в трех из четырех местообитаний наблюдался достоверно более высокий уровень зараженности O. scapulalis в сравнении с O. nubilalis. Также обнаружено, что у O. scapulalis бактерия Wolbachia чаще встречается у особей, питающихся на конопле, по сравнению с особями, собранными на полыни.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Юрий Сергеевич Токарев
Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений
Автор, ответственный за переписку.
Email: jumacro@yahoo.com
старший научный сотрудник, лаборатория микробиологической защиты растений
Россия, Пушкин, Санкт-ПетербургМария Александровна Юдина
Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН
Email: maryjudina@gmail.com
инженер, отдел генетики насекомых
Россия, НовосибирскЮлия Михайловна Малыш
Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений
Email: malyshjm@mail.ru
научный сотрудник, лаборатория сельскохозяйственной энтомологии
Россия, Пушкин, Санкт-ПетербургРоман Андреевич Быков
Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН
Email: bykovra@bionet.nsc.ru
канд. биол. наук, научный сотрудник, отдел генетики насекомых
Россия, НовосибирскАндрей Николаевич Фролов
Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений
Email: cornborer@gmail.com
заведующий лабораторией, лаборатория сельскохозяйственной энтомологии
Россия, Пушкин, Санкт-ПетербургИнна Валентиновна Грушевая
Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений
Email: grushevaya_12@mail.ru
младший научный сотрудник, лаборатория сельскохозяйственной энтомологии
Россия, Пушкин, Санкт-ПетербургЮрий Юрьевич Илинский
Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН
Email: paulee@bionet.nsc.ru
канд. биол. наук, старший научный сотрудник, отдел генетики насекомых
Россия, НовосибирскСписок литературы
- Williams KP, Sobral BW, Dickerman AW. A robust species tree for the alphaproteobacteria. J Bacteriol. 2007;189(13):4578-4586. doi: 10.1128/JB.00269-07.
- Ilinsky Y. Coevolution of Drosophila melanogaster mtDNA and Wolbachia genotypes. PLoS One. 2013;8(1): e54373. doi: 10.1371/journal.pone.0054373.
- Salunkhe RC, Narkhede KP, Shouche YS. Distribution and evolutionary impact of Wolbachia on butterfly hosts. Indian J Microbiol. 2014;54(3):249-254. doi: 10.1007/s12088-014-0448-x.
- Darby AC, Armstrong SD, Bah GS, et al. Analysis of gene expression from the Wolbachia genome of a filarial nematode supports both metabolic and defensive roles within the symbiosis. Genome Res. 2012;22(12):2467-77. doi: 10.1101/gr.138420.112.
- Ikeya T, Broughton S, Alic N, et al. The endosymbiont Wolbachia increases insulin/IGF-like signalling in Drosophila. Proc Biol Sci. 2009;206:3799-3807. doi: 10.1098/rspb.2009.0778.
- Wong ZS, Brownlie JC, Johnson KN. Oxidative Stress Correlates with Wolbachia-Mediated Antiviral Protection in Wolbachia-Drosophila Associations. Appl Environ Microbiol. 2015;81(9):3001-3005. doi: 10.1128/AEM.03847-14.
- Fry AJ, Palmer MR, Rand DM. Variable fitness effects of Wolbachia infection in Drosophila melanogaster. Heredity. 2004;93:379-389. doi: 10.1038/sj.hdy.6800514.
- Вайсман Н.Я., Илинский Ю.Ю., Голубовский М.Д. Популяционно-генетический анализ продолжительности жизни Drosophila melanogaster: сходные эффекты эндосимбионта Wolbachia и опухолевого супрессора lgl в условиях температурного стресса // Журнал общей биологии. – 2009. – Т. 70. – № 5. – С. 425–434. [Vaysman NYa, Ilinskiy YuYu, Golubovskiy MD. Population genetic analysis of Drosophila melanogaster longevity: similar effects of endosymbiont Wolbachia and tumor suppressor lgl under conditions of temperature stress. Zhurnal obschey biologii. 2009;70(5):425-434. (In Russ.)]
- Salunke BK, Salunkhe RC, Dhotre DP, et al. Determination of Wolbachia diversity in butterflies from Western Ghats, India, by a multigene approach. Appl Environ Microbiol. 2012;78:4458-4467. doi: 10.1128/AEM.07298-11.
- Tagami Y, Miura K. Distribution and prevalence of Wolbachia in Japanese populations of Lepidoptera. Insect Mol Biol. 2004;13(4),359-364. doi: 10.1111/j.0962-1075.2004.00492.x.
- Baldo L, Hotopp JCD, Jolley KA, et al. Multilocus sequence typing system for the endosymbiont Wolbachia pipientis. Appl Environ Microbiol. 2006;72 (11): 7098-7110. doi: 10.1128/AEM.00731-06.
- Russell JA, Goldman-Huertas B, Moreau CS, et al. Specialization and geographic isolation among Wolbachia symbionts from ants and lycaenid butterflies. Evolution. 2009;63(3):624-640. doi: 10.1111/j.1558-5646.2008.00579.x.
- Solovyev VI, Ilinsky Y, Kosterin OE. Genetic integrity of four species of Leptidea (Pieridae, Lepidoptera) as sampled in sympatry in West Siberia. Comparative Cytogenetics. 2015;9(3):299. doi: 10.3897/CompCytogen.v9i3.4636.
- Frolov AN, Audiot P, Bourguet D, et al. “From Russia with lobe”: genetic differentiation in trilobed uncus Ostrinia spp. follows food plant, not hairy legs. Heredity. 2012;108(2):146-156. doi: 10.1038/hdy.2011.58.
- Pelissie B, Ponsard S, Tokarev YS, et al. Did the introduction of maize into Europe provide enemy-free space to O. nubilalis? – parasitism differences between two sibling species of the genus Ostrinia. J Evol Biol. 2010;23:350-61. doi: 10.1111/j.1420-9101.2009.01903.x.
- Werren JH. Biology of Wolbachia. Ann Rev Entomol. 1997;42:587-609. doi: 10.1146/annurev.entO.42.1.587.
- Kageyama D, Nishimura G, Hoshizaki S, Ishikawa Y. Feminizing Wolbachia in an insect, Ostrinia furnacalis (Lepidoptera: Crambidae). Heredity. 2002;88(6):444-449. doi: 10.1038/sj.hdy.6800077.
- Kageyama D, Traut W. Opposite sex-specific effects of Wolbachia and interference with the sex determination of its host Ostrinia scapulalis. Proc Biol Sci. 2004;271(1536):251-258. doi: 10.1098/rspb.2003.2604.
- Kageyama D, Ohno S, Hoshizaki S, Ishikawa Y. Sexual mosaics induced by tetracycline treatment in the Wolbachia-infected adzuki bean borer, Ostrinia scapulalis. Genome. 2003;46(6):983-989. doi: 10.1139/g03-082.
- Sakamoto H, Ishikawa Y, Sasaki T, et al. Transinfection reveals the crucial importance of Wolbachia genotypes in determining the type of reproductive alteration in the host. Genet Res. 2005;85(3):205-210. doi: 10.1017/S0016672305007573.
- Sakamoto H, Kageyama D, Hoshizaki S, Ishikawa Y. Sex-specific death in the Asian corn borer moth (Ostrinia furnacalis) infected with Wolbachia occurs across larval development. Genome. 2007;50(7):645-52. doi: 10.1139/G07-041.
- Hebert PDN, Penton EH, Burns JM, et al. Ten species in one: DNA barcoding reveals cryptic species in the neotropical skipper butterfly Astraptes fulgerator. Proc Natl Acad Sci USA. 2004;101:14812-14817. doi: 10.1073/pnas.0406166101.
- Choudhury R, Werren JH. 2006. Unpublished primers.
- Werren JH, Windsor D. Wolbachia infection frequencies in insects: evidence of a global equilibrium? Proc Biol Sci. 2000;267:1277-1285. doi: 10.1098/rspb.2000.1139.
- Юдина М.А., Дубатолов В.В., Быков Р.А., Илинский Ю.Ю. Симбиотическая бактерия Wolbachia в популяциях вредителя хвойных лесов Dendrolimus superans sibiricus Tschetverikov, 1908 (Lepidoptera: Lasiocampidae) // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2016. – Т. 20. – № 6. – С. 899–903. [Yudina MA, Dubatolov VV, Bykov RA, Ilinsky YuYu. Symbiotic bacteria Wolbachia in populations of the coniferous forests pest Dendrolimus superans sibiricus Tschetverikov, 1908 (Lepidoptera: Lasiocampidae). Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii (Vavilov Journal of Genetics and Breeding). 2016;20(6):899-903. (In Russ.)]. doi: 10.18699/VJ16.208.
- Jiggins FM, Hurst GDD, Dolman CE, Majerus MEN. High prevalence male-killing Wolbachia in the butterfly Acraea encedana. J Evol Biol. 2000;13:495-501. doi: 10.1046/j.1420-9101.2000.00180.x.
- Dyson EA, Kamath MK, Hurst GDD. Wolbachia infection associated with all-female broods in Hypolimnas bolina (Lepidoptera: Nymphalidae): evidence for horizontal transmission of a butterfly male killer. Heredity. 2002;88(3):166-171. doi: 10.1038/sj.hdy.6800021.
- Rasgon JL, Scott TW. Wolbachia and cytoplasmic incompatibility in the California Culex pipiens mosquito species complex: parameter estimates and infection dynamics in natural populations. Genetics. 2003;165(4):2029-2038.
- Khrabrova NV, Bukhanskaya ED, Sibataev AK, Volkova TV. The distribution of strains of endosymbiotic bacteria Wolbachia pipientis in natural populations of Culex pipiens mosquitoes (Diptera: Culicidae). European Mosquito Bulletin. 2009;(27):18-22.
- Shaikevich EV, Vinogradova EB, Bouattour A, de Almeida APG. Genetic diversity of Culex pipiens mosquitoes in distinct populations from Europe: contribution of Cx. quinquefasciatus in Mediterranean populations. Parasites & Vectors. 2016;9(1):47. doi: 10.1186/s13071-016-1333-8.
- Hoffmann AA, Clancy DJ, Merton E. Cytoplasmic incompatibility in Australian populations of Drosophila melanogaster. Genetics. 1994;136(3):993-999.
- Илинский Ю.Ю., Захаров И.К. Эндосимбионт Wolbachia в евразийских популяциях Drosophila melanogaster // Генетика. – 2007. – Т. 43. – № 7. – С. 905–915. [Ilinsky YY, Zakharov IK. The endosymbiont Wolbachia in Eurasian populations of Drosophila melanogaster. Russ J Genet. 2007;43:748. doi: 10.1134/S102279540707006X.
- Yamada R, Floate KD, Riegler M, O’Neill SL. Male development time influences the strength of Wolbachia-induced cytoplasmic incompatibility expression in Drosophila melanogaster. Genetics. 2007;177(2):801-8. doi: 10.1534/genetics.106.068486.
- Ilinsky YY, Zakharov IK. Cytoplasmic incompatibility in Drosophila melanogaster is caused by different Wolbachia genotypes. Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2011;1(5):458.
- Wallau GL, da Rosa MT, De Ré FC, Loreto ELS. Wolbachia from Drosophila incompta: just a hitchhiker shared by Drosophila in the New and Old World? Insect Molecular Biology. 2016;25(4):487-499. doi: 10.1111/imb.12237.