Изучение симбиоза энтомопатогенных нематод и ассоциированных с ними бактерий: биологическое разнообразие и специфичность взаимоотношений

• Автор: Шепелёва, Надежда Семёновна
• Шифр специальности: 03.02.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 236 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК ИССЛЕДОВАНИЙ ЭНТОМОПАТОГЕННЫХ НЕМАТОД И ИХ

СИМБИОТИЧЕСКИХ БАКТЕРИЙ

1.1. Основные компоненты и особенности комплекса «энтомопатогенные нематоды -

симбиотические бактерии»

1.1.1. Особенности организации энтомопатогенных

нематод и их положение в системе нематод

1.1.2. Жизненный цикл энтомопатогенных нематод

1.1.2.1. Особенности жизненного цикла

штейнернематид
1.1.2.2. Особенности жизненного цикла гетерорабдитид
1.1.2.3. Сравнительный анализ адаптаций
штейнернематид и гетерорабдитид
1.1.3. Применение в сельском хозяйстве
1.2. Таксономическое разнообразие
энтомопатогенных нематод
1.3. Таксономия бактерий, симбиотически
связанных с энтомопатогенными нематодами
1.3.1. Неспецифические бактерии энтомопатогенных
нематод
1.4. Современные представления о функциональных механизмах симбиотической системы
«энтомопатогенные нематоды-бактерии»
1.4.1. Основные особенности симбиоза
энтомопатогенных нематод и бактерий
1.4.2. Смена фаз в развитии симбиотических бактерий
энтомопатогенных нематод
1.4.3. Г енетические основы подавления симбиотическими бактериями иммунной системы
насекомого-хозяина
1.4.4. Адаптации, обеспечивающие функционирование симбиотической системы «энтомопатогенные нематоды - симбиотические
бактерии»
1.4.4.1. Адаптации, обеспечивающие перенос клеток симбиотических бактерий энтомопатогенными
нематодами
1.4.4.2. Бактериальные гены, требуемые для колонизации

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИСЛЕДОВАНИЯ
2.1. Изучение таксономического разнообразия
энтомопатогенных нематод
2.1.1. Выделение новых изолятов энтомопатогенных
нематод
2.1.2. Определение таксономической принадлежности
энтомопатогенных нематод
2.1.3. Изучение тонкой морфологии поверхности
нематод
2.1.4. Изучение морфологии энтомопатогенных
нематод
2.2. Получение нуклеотидных последовательностей
энтомопатогенных нематод
2.2.1. Проведение полимеразной цепной реакции
2.2.2. Очистка полученных продуктов ДНК
2.2.3. Метод векторного клонирования
2.3. Изучение таксономического состава
симбиотических бактерий
2.3.1 Выделение чистой культуры микроорганизмов
2.4. Получение нуклеотидных последовательностей
бактерий
2.4.1. Приготовление неочищенного бактериального
экстракта для ПЦР
2.4.2. Амплификация с помощью ПЦР 16S ДНК
2.4.3. Очистка продуктов ПЦР
2.5. Хранение культуры симбиотических бактерий
Г лава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ СИМБИОТИЧЕСКИХ ПАР ЭНТОМОПАТОГЕННАЯ НЕМАТОДА
БАКТЕРИЯ
3.1 Исследованные виды энтомопатогенных нематод семейства Steinemematidae и их
симбиотические бактерии
3.1.1. Steinernema arenarium (Artyukhovsky, 1967)
Wouts, Mracek, Gerdin, Bedding, 1982
3.1.2. Изученные изоляты Steinernema bicomutum
Talossi, Peters, Ehlers, 1995
3.1.3. Steinernema carpocapsae (Weiser, 1955) Wouts,
Mracek, Gerdin, Bedding, 1982
3.1.4. Изученные изоляты Steinernema ceratophorum
Jian, Reid, Hunt, 1997
3.1.5. Steinernema cholashanense Nguyen, Puza, Mracek, 2008
3.1.6. Steinernema costaricense Uribe-Lorio, Mora, Stock, 2007

3.1.7.
3.1.8.
3.1.9.
3.1.10.
3.1.11.
3.1.12.

3.3.1.
3.4. Глава

4.1.1.
4.1.2.
4.1.3.
4.2. 4.2.1.
Steinemema everestense Khatri-Chhetri, Waeyenberge, Spiridonov, Manandhar, Moens, 2011 Изученные изоляты Steinemema feltiae (Filipjev, 1934) Wouts, Mracek, Gerdin, Bedding, 1
Изученные изоляты Steinemema kraussei (Steiner, 1923) Travassos, 1
Steinemema monticolum Stock, Choo, Kaya, 1997 Steinemema schliemannii Spiridonov,
Waeyenberge, Moens, 2
Steinemema siamkayai Stock, Somsook, Reid, 1998 Исследованные энтомопатогенные нематоды, не определенные до вида, и их симбиотические бактерии
Исследованные виды энтомопатогенных нематод семейства Heterorhabditidae и их симбиотические бактерии
Heterorhabditis megidis Poinar, Jackson, Klein, 1
Выделение чужеродных (не симбиотических бактерий) из энтомопатогенных нематод
АНАЛИЗ ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИХ
ОТНОШЕНИЙ ИЗУЧЕННЫХ
ЭНТОМОПАТОГЕННЫХ НЕМАТОД И ИХ СИМБИОТИЧЕСКИХ БАКТЕРИЙ
Филогенетические взаимоотношения изученных энтомопатогенных нематод
Анализ филогенетических взаимоотношений изученных изолятов энтомопатогенных нематод рода Steinemema
Анализ филогенетических взаимоотношений изученных изолятов энтомопатогенных нематод рода Heterorhabditis
Г енетическая близость, выделенных из различных географических точек изолятов энтомопатогенных нематод
Филогенетические взаимоотношения изученных штаммов бактерий, выделенных из
энтомопатогенных нематод
Анализ филогенетических деревьев
симбиотических бактерий рода Xenorhabdus, построенных по последовательностям 16S

бактерий семейства Enterobacteriaceae (Fischer-Le Saux et al., 1998). Для построения систематики этих бактерий использовали т. и. методику ERIC (Enterobacteriaceae Repetitive Intergenic Consensus), а также RAPD (Tailliez et al., 2006; Lee, Stock, 2010). М. Ли и П. Сток использовали такие локусы как (RecA, SerC и 16S ДНК), которые изменяются с постоянной скоростью и таким образом более подходят для точных измерений расстояний между бактериальными видами (Lee, Stock, 2010). В целом, даже анализ только 16S рДНК, могут внести определённую ясность в таксономию симбионтов энтомопатогенных нематод (Brunei et al., 1997). Полиморфизм генов, кодирующих эту субъединицу рибосомальной ДНК, позволяет все же сделать оценку бактериального разнообразия и быстро идентифицировать бактерию, что позволяет избежать трудоёмких фенотипических характеристик (Zhou et al., 2002, Koppenhöfer, 2007).
П. Тайе с сотрудниками использовали результаты анализа сразу четырёх генов (RecA, GyrB, dnaN и gltX) при построении филогении родов Photorhabdus и Xenorhabdus. Достоверность филогенетических деревьев (уровень поддержки основных ветвей), полученных таким методом, была значительно выше, чем у деревьев, построенных с использованием одного гена (Tailliez et al., 2010). Важно отметить, что один вид Xenorhabdus может быть ассоциирован с несколькими видами Steinemema. Например, X. bovienii является симбиотической бактерией для S. affine, S. feltiae, S. kraussei и S. intermedium; X. poinarii является симбиотической бактерией для S. cubanum и S. glaseri. И наоборот, два подвида Photorhabdus ассоциированы с одним видом Heterorhabditis: P. luminescens luminescens и P. luminescens laumondii ассоциирована с H. bacteriophora (Boemare, 2002).
К интересным выводам пришел недавно Частон с соавторами: по их мнению Xenorhabdus и Photorhabdus филогенетически более похожи друг на друга, чем их хозяева - нематоды. Предполагается, что как Xenorhabdus, так