Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эндосимбионт Wolbachia в природных популяциях Drosophila melanogaster Северной Евразии
ВАК РФ 03.00.15, Генетика
Автореферат диссертации по теме "Эндосимбионт Wolbachia в природных популяциях Drosophila melanogaster Северной Евразии"
На правах рукописи УДК 575 11 575 21 575 22 591 557 595 773 4
003449959
ИЛИНСКИЙ ЮРИИ ЮРЬЕВИЧ
ЭНДОСИМБИОНТ wolbachia В ПРИРОДНЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ Drosophila melanogaster СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ
03 00 15 - генетика
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Новосибирск 2008
003449959
Работа выполнена в Лаборатории генетики популяций Института цитологии и генетики СО РАН, г Новосибирск
Научный руководитель доктор биологических наук, профессор
Захаров Илья Кузьмич Институт цитологии и генетики СО РАН, г Новосибирск
Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор
Бугров Александр Геннадьевич
доктор биологических наук, профессор Бородин Павел Михайлович
Ведущее учреждение Институт общей генетики им Н И Вавилова РАН,
г Москва у ¿-г
Защита диссертации состоится Л 2008 года на утреннем
заседании диссертационного совета Д-003 011 01 в Институте цитологии и генетики СО РАН в конференц-зале Института по адресу проспект акад Лаврентьева 10, г Новосибирск, 630090 тел/факс (383)3331278, e-mail dissov@bionet nsc ru С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института цитологии и генетики СО РАН
Автореферат разослан Л^Ь й^^-'Г^2008 г
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук'
АД Груздев
Актуальность работы
Симбиотическая система «Drosophila melanogaster - Wolbachia» представляет исключительный интерес для эволюционной биологии и генетики, коэволюции на геномном, клеточном и организменном уровнях Бактерия Wolbachia - это альфапротеобактерия, которая трансовариально (вертикально) передается в поколениях многих представителей членистоногих и некоторых нематод (Werren, 1997, Захаров, Марков, 2005, Захаров и др, 2008) Столь значительный эволюционный успех бактерии связывается со способностью индуцировать репродуктивные аномалии, направленные на распространение инфицированной цитоплазмы в популяции вида-хозяина, а также с приспособительным эффектом, дающим преимущество содержащим эндосимбионта некоторым видам-хозяевам, по сравнению с неинфицированными особями (Werren, 1997, Горячева, 2004, Mercot, Charlat, 2004) Для насекомых показано чрезвычайно высокое распространение симбиотических систем «вид-хозяин - Wolbachia» предполагают, что могут быть инфицированы от 20 до 70 % видов насекомых (Werren et al, 1995, Hilgenboecker et al, 2008) Одной из главных особенностей бактерии является ее способность вызывать целый спектр репродуктивных аномалий у вида-хозяина, а именно партеногенез, феминизацию генетических самцов, гибель самцов-потомков (андроцид) и цитоплазматическую несовместимость, биологическая роль которых заключается в распространении инфицированной цитоплазмы в популяции вида-хозяина (Turelli, Hoffmann, 1995, Горячева, 2004)
Неизвестно, какие молекулярные механизмы вовлечены во взаимодействие Wolbachia и вида-хозяина? Знания в этой области могли бы прорыв в области контроля вредных и полезных насекомых, произвести серьезное продвижение в фармакологии, описать ряд феноменов эволюционных преобразований Artropoda
Изучение природных популяций Drosophila simulans и D melanogaster Австралии, Северной Америки и экваториальной Африки показало широкое распространение эндосимбионта (Hoffmann, Turelli, 1988, Turelli et al, 1992, Hoffmann et al, 1994, Turelli, Hoffmann, 1995, Weeks et al, 2007) Популяции дрозофил Евроазиатского континента оставались малоизученными Для завершения картины глобального распространения Wolbachia актуальным было изучение динамики и характера распространения бактерии в Североевразийских популяциях Drosophila melanogaster
Методический прогресс в геномике последнего десятилетия позволил выделить и классифицировать Wolbachia в соответствии с различиями в их генотипах (Sun et al, 2001, 2003, Riegler et al, 2005) Это, в свою очередь, позволило решать проблемы, связанные с генетическими аспектами симбиотических взаимодействий
Цели и задачи
Целью исследования было охарактеризовать популяционную динамику, биологию и генетику симбиотической системы «Drosophila melanogaster- Wolbachia» В связи с этим были поставлены следующие конкретные задачи
1 Описать инфицированность и представленность различных генотипов эндосимбионта Wolbachia (wMel, wMelCS и wMelCS2) в природных популяциях Drosophila melanogaster Северной Евразии в пространстве и во времени за четверть века
2 Охарактеризовать фонд Лаборатории генетики популяций ИЦиГ СО РАН на присутствие Wolbachia и оценить факторы, определяющие инфицированность лабраторных линий
3 Установить разнообразие митохондриальных гаплотипов для линий Drosophila melanogaster, инфицированных вертикально передающейся бактерией Wolbachia
4 Оценить уровень цитоплазматической несовместимости у Drosophila melanogaster, индуцируемой различными генотипами Wolbachia
5 Выяснить влияние различных генотипов Wolbachia на компоненты общей приспособленности вида-хозяина Drosophila melanogaster
Научная новизна
В работе систематически изучена представленность эндосимбионта Wolbachia в природных популяциях Drosophila melanogaster Северной Евразии за четверть века Показано широкое распространение и высокая концентрация инфицированности, выявлены три генотипа Wolbachia (wMel, wMeICS и wMelCS2) По статусу инфицированности и генотипическому составу Wolbachia охарактеризованы тестерные и мутантные линии фонда Лаборатории генетики популяций ИЦиГ СО РАН Преимуществом нашей работы является то, что сравнивалась не Wolbachia-положительная и ИЪ/бас/ггс-отрицательная цитоплазма, а инфицированность цитоплазмы различными генотипами бактерии Впервые описана эволюционная сопряженность митохондриального генома Drosophila melanogaster и эндосимбионта Wolbachia, что объясняет наблюдаемую мономорфность мтДНК популяций D melanogaster (David, Сару, 1988, Hale, Smgh, 1991, Solignac et al, 1994) Для генотипов wMel, wMeICS и wMelCS2 Wolbachia даны характеристики их способности индуцировать цитоплазматическую несовместимость И влиять на показатель выживаемости при различных температурных условиях у Drosophila melanogaster
Основные положения диссертации, выносимые на защиту
1 Практически во всех природных популяциях северной Евразии Drosophila melanogaster обнаруживается первичный эндосимбионт Wolbachia штамм wMel Широко распространены три генотипа этого штамма, wMel, wMeICS и wMelCS2
2 Полиморфизм митохондриальной ДНК Drosophila melanogaster зависит от определенных генотипов бактерии в изучаемой цитоплазме
Различные генотипы Wolbachia индуцируют сходный уровень цитоплазматической несовместимости (слабый или отсутствие действия) у своего вида-хозяина Drosophila melanogaster Влияние бактерии на продолжительности жизни мух носит слабый и неоднозначный характер
Теоретическая и практическая значимость исследования
Drosophila melanogaster является модельным объектом общей и молекулярной генетики, полученные нами результаты позволяют по-новому подойти к решению генетических аспектов симбиотических взаимоотношений Обнаруженные сопряженные изменения митохондриальной ДНК и эндосимбионта Wolbachia позволяют рассматривать мтДНК Drosophila melanogaster в качестве модели микроэволюционных преобразований Полученные результаты вносят вклад в популяционную и эволюционную генетику
Апробация работы
Результаты работы были представлены на 2-й школе молодых ученых «Экологическая генетика» (Санкт-Петербург, 2005), 10-й Пущинской школе-конференции молодых ученых, посвященной 50-летию Пущинского НЦ РАН (Пущино, 2006), 4-й международной научной конференции «Проблема вида и видообразования» (Томск, 2006), конференции «Современные проблемы биологической эволюции», посвященной 100-летию Государственного Дарвиновского музея (Москва, 2007), международной конференции «Развитие эволюционной идеи в биологии, социологии и медицине», посвященной 90-летию со дня рождения академика ДК Беляева (Новосибирск, 2007), 20-м международном
генетическом конгрессе (Берлин, 2008); отчётных конференциях «Динамика генофондов растений, животных и человека» (Москва, 2005, 2006, 2007); отчётной сессии Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск, 2006).
Публикации
По результатам диссертации опубликовано 11 научных работ, го них 3 статьи - в научных журналах, в которых по требованию ВАК Минобрнауки России должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание учёной степени доктора и кандидата наук по биологическим наукам.
Объем и структура работы.
Диссертация содержит следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты, обсуждение, выводы и список литературы. Работа изложена на 154 страницах, включает 12 рисунков и 13 таблиц. Список цитируемой литературы включает 264 наименования.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Линии Drosophila melanogaster. Для анализа представленности и распространенности Wolbachia в евразийских популяциях Drosophila melanogaster в работе использовали самок как непосредственно отловленных из природы, так и из изосамочьих линий. Все линии содержатся в фонде Лаборатории генетики популяций ИЦиГ СО РАН. Всего было исследовано 730 образцов дикого типа из популяций Украины, Белоруссии, Молдавии, Кавказа, Средней Азии, Урала, Удмуртии, Алтая, Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока за период с 1974 по 2007 гг.
Определен статус инфицированности 322 мутантных линий Drosophila melanogaster из фонда лаборатории генетики популяций ИЦиГ СО РАН. На основе локализации мутаций и истории создания линий были выделены группы: хромосома 1 - 106 линий, хромосома 2 - 68, хромосома 3 - 75, хромосома 4-5; мультихромосомная группа - 19, транслокации - 8, группа мутаций lethal giant larva -16, yellow -25.
В работе по выявлению ассоциации между генотипами Wolbachia и гаплотипами митохондриальной ДНК Drosophila melanogaster исследовано 48 линий из природных популяций северной Евразии и используемых в лабораториях; еще 4 образца привлечены из ранее опубликованных в GenBank (AF200828, АР200829, AJ400907 и NC001709).
Рис.1. Схемы трех генотипов Wolbachia, обнаруживаемых в популяциях Drosophila melanogaster северной Евразии (по Riegler et al., 2005).
Генотипирование Wolbachia. В случае определения положительного статуса зараженности Drosophila melanogaster эндосимбионтом Wolbachia - наличие ДНК Wolbachia в пробе (Рис 1), устанавливали генотип бактерии по вариабельным локусам, а именно - кратности повторов двух минисателлитных мотивов VNTR-141 и VNTR-105, вставки инсерционной последовательности ISS в два локуса - WD0516/7 и WD1310, и инверсии WD0394-WD0541, где амплифицировались участки возможного разрыва хромосомы в случае инверсии (Riegler et al, 2005)
Работа с ДНК. Выделение ДНК проводили общепринятым методом (Nylander, 2004) с модификациями В пробирку с 1-4 самками Drosophila melanogaster добавляли 200 мкл экстрагирующего буфера, гомогенизировали и инкубировали при 56°С три часа ДНК переосаждали и растворяли в 50 мкл бидистиллированной воды Условия амплификации 30 циклов, первичная денатурация 95°С 5 мин, затем 95°С 20 сек в каждом цикле, элонгация 72°С Imhh /1 т п н, отжиг праймеров к гену wsp 57°С 1 мин, мультипраймерная реакция wsp-col и 16S rDNA 56°С 1 мин , и для остальных реакций 55°С 1 мин
Для определения нуклеотидной последовательности необходимые ампликоны выделяли из агарозного геля, используя набор фирмы «Promega» (California, USA) Секвенирование проводили в Межинститутском центре секвенирования ДНК СО РАН, г Новосибирск, с использованием реактива Big Dye версии 3,1 и 1,1
Тест на цитоплазматическую несовместимость. Анализ цитоплазматической несовместимости Drosophila melanogaster проводился для отдельно взятой линии Самку и самца одного возраста помещали в пробирку, содержащую стандартный корм Постановка эксперимента производилась на третий день Особей пересаживали в пустую пробирку, которую скрепляли с предметным стеклом (планшеткой), содержащей слой корма и суспензии живых дрожжей Самец и самка содержались вместе, в случае гибели одной из особей опыт прекращали Весь эксперимент проводили при +25°С Каждые 24 часа планшетки с кормом заменялись на новые На планшетках подсчитывалось количество эмбрионов, отложенных за сутки, затем, через 48 час учитывалось количество невылупившихся яиц Фактически в эксперименте учитывалась доля эмбриональных деталей, к которым относили эмбрионы, у которых не отмечалось появление личинок в течение 48 час Для 3 из 4 исследуемых линий скрещивания ставились в 4-х возможных вариантах (контроль: A-lÇwx l(?w, В - 1$Тх 1(5Т и D - 1$Т х 1бУ опыт ЦН. С - l$wx 1<?Т-),адля одной линии (wl53) только в двух вариантах - серии В и С
Тест на продолжительность жизни. В эксперименте на продолжительность жизни Drosophila melanogaster использовали 7 изосамочьих линий, инфицированных Wolbachia, и 7 их производных, избавленных от бактерии Опыт проводился при разных температурных режимах при пониженной - +16°С, нормальной - +25°С, и повышенной - +29°С Мух одного возраста мягко наркотизировали эфиром и помещали по 30 особей одного пола в пробирки, содержащие стандартный изюмный корм В опыт брали по 150 самок и самцов Наблюдения вели каждые трое суток до начала массовой гибели мух, и затем ежедневно - до полной гибели
Статистическая обработка результатов. Статистическую обработку результатов осуществляли с использованием программы MS EXCEL Результаты тестов на компоненты общей приспособленности считали статистически значимыми при уровне р < 0,05 Работу с нуклеотидными последовательностями осуществляли с использованием программ: Finch TV, Vector NTI10, ClustalW 1 83 Для поиска оптимальной модели эволюции митохондриальной ДНК использовали алгоритм
MrAIC pi 1 4 3 Оптимальная модель эволюции ДНК в дальнейшем использовалась при реконструкции филогенетического дерева с помощью метода максимального правдоподобия, как входной параметр При реконструкции филогенетического дерева использовали алгоритмы aLRT-PHYML 1 1 (Anisimova, Gascuel, 2006) и TREE-PUZZLE 5 2 (Schmidt et al, 2002) Б работе приведены филогенетические деревья наиболее достоверные по критерию максимального правдоподобия и ветвлению
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Инфицированиость Wolbachia природных популяций Drosophila melanogaster
северной Евразии
При популяционном анализе (учитывались выборки, в которых исследовано не менее 8 линий) нами не было обнаружено ни одной природной популяции Drosophila melanogaster, которая была бы свободной от Wolbachia В целом, уровень инфицированное™ изученных природных популяций Drosophila melanogaster варьировал от 15 до 100% Инфицированиость эндосимбионтом Wolbachia во времени относительно постоянна Можно отметить зависимость встречаемости инфицированной цитоплазмы от географической локализации популяции более часто Wolbachia встречается в среднеазиатских - 64 %, и алтайских популяциях - 56 %, по сравнению с восточно-европейскими (Украины, Белоруссии, Молдавии) - 45 % Определение генотипического разнообразия Wolbachia среди исследованных линий выявило присутствие трех из пяти известных генотипов (Riegler et al, 2005) Нам не удалось диагностировать какой-либо новый генотип ни по сочетаниям анализируемых маркеров, ни по их отдельным характеристикам Среди зараженных линий Drosophila melanogaster наиболее распространенным был генотип Wolbachia -wMel, который встречается во всех выборках Riegler et al, 2005, 111 л sky, Zakharov, 2006, Илинский, Захаров, 2007) и составляет для популяций Украины - 99 % (в целом по восточно-европейскому региону 96 %), Алтая - 72 % и Средней Азии - 80 %
Другие регионы представлены немногочисленными выборками и отдельными линиями Так, Восточно-Сибирская выборка в нашем исследовании представлена популяцией Улан-Удэ 2005 г Из 26 проанализированных изосамочьих линий Drosophila melanogaster 9 оказались свободными от Wolbachia и 17 были инфицированы генотипом wMel Одна линия - Владивосток 1982, и пять линий из популяций Drosophila melanogaster европейских стран (Болгария 1986, ГДР 1988 и 1989, Польша 1992) оказались свободными от Wolbachia В наших исследованиях Кавказский регион представлен не столь обширно В основном у мух обнаруживалась либо неинфицированная цитоплазма, либо Wolbachia генотипа wMel Интересной оказалась проанализированная нами выборка Сочи 2004, которая характеризовалась, во-первых, тотальной зараженностью и, во-вторых, гетерогенностью по представленным генотипам Wolbachia (wMel и wMelCS2)
В выборках популяций или в отдельных линиях дикого типа различных регионов - Восточной Европы и Кавказа, мы не зарегистрировали присутствие широко распространенного в популяциях мира генотипа wMelCS Только при исследовании инфицированное™ фонда мутантных линий, в линии 2-95, полученной из популяции Умань 1991, удалось обнаружить этот генотип Подтверждают этот результат данные, полученные на основе изучения сопряженное™ митотипов и Wolbachia Среди неинфицированных линий популяции Умани, при определении нуклеогидной
последовательности мтДНК, обнаружились митотипы, свойственные для генотипа \vMelCS
Выборки популяций БгохорМа melanogaster Среднеазиатского и Алтайского региона обнаруживают сходство по характеру инфицированности (Табл 1) Во-первых, концентрация инфицированной цитоплазмы высокая - 64 и 56 % соответственно по регионам, во-вторых, большинство популяций гетерогенно по генотипам Иго1ЬасЬа - одновременно встречаются генотипы \vMel и \vMelSC2 Для трех популяций отмечен генотип - \vMelCS (Ташкент, Поспелиха и Бийск) Это может объясняться относительной территориальной близостью популяций
Таблица 1 Инфицированность Wolbachia природных популяций Drosophila melanogaster трех наиболее представленных регионов
Регион Число неинфициро-ванных линий Число ИН( шцированных линий
wMel wMelCS wMelCS2
Украина 185 135 0 3
Средняя Азия 59 77 2 19
Алтай 69 61 5 20
По-видимому, генотип wMelCS2 произошел от генотипа wMelCS в среднеазиатских популяциях Drosophila melanogaster На это указывает тот факт, что wMelCS2 не выявлялся в других регионах мира (Riegler et al, 2005), тогда как в нашей работе wMelCS2 наиболее часто обнаруживается именно в этом регионе
Гетерогенность по генотипам Wolbachia в Среднеазиатских и Алтайских популяциях, возможно, объясняется более высокой экологической сложностью условий существования мух по сравнению с Украиной Дополнительно к этому, надо учесть, что популяции Средней Азии и Алтая значительно более изолированы друг от друга, чем популяции Украины, вследствие ландшафтно-топографических особенностей этих регионов
Мы по-прежнему не знаем механизма распространения и поддержания бактерии в популяциях Drosophila melanogaster осуществляется ли это за счет паразитической манипуляции бактерией репродуктивной системы хозяина, или отбор инфицированной цитоплазмы происходит вследствие мутуалистичного действия Wolbachia, или же имеют действие обе формы взаимоотношений'7 Кроме того, неизвестно, какое влияние оказывают условия окружающей среды на характер взаимоотношений между бактерией и Drosophila melanogasterПоследнее, возможно, имеет решающее значение в формировании репродуктивного преимущества инфицированной цитоплазмы
Инфицированность и генотипическое разнообразие Wolbachia в мутантных линиях, длительно поддерживающихся в лабораторных условиях
Мы охарактеризовали мутантные линии Drosophila melanogaster фонда лаборатории генетики популяций СО РАН по статусу инфицированности эндосимбионтом Wolbachia Скрининг лабораторных фондов Drosophila melanogaster проводился и прежде (Clark et al, 2005), однако информативность такого анализа оказывалась довольно низкой Сказывалась ограниченность получаемой информации, а именно, отсутствие возможности генотипировать Wolbachia и, как следствие, не
представлялось возможным проследить генетические связи инфицированной и неинфицированной цитоплазмы
Общая доля инфицированных УУоЛаскш мутантных линий фонда лаборатории генетики популяций БгохорЫа melanogaster ИЦиГ СО РАН составила 37 % (Таблица 2) При сравнении инфицированности внутри групп, наиболее зараженной \Volbachia оказалась группа «хромосомы-2» - 51 %, для групп «хромосома-1» и «3» - этот показатель не превышал 30 %
Таблица 2 Сводная таблица по определению статуса инфицированности ]¥о1Ьас}иа линий £>гоУор/н/д melanogaster фонда Лаборатории генетики популяций Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН (г Новосибирск)
Группа мутантных Исследовано Число инфицированных линий
линий линий генотипы Wolbachia всего
wMel wMelCS2 wMelCS
Хромосома 1 105 5 23 2 30
Хромосома 2 68 16 17 2 35
Хромосома 3 75 17 1 3 21
Хромосома 4 5 1 2 0 3
Транслокации 8 1 0 1 2
Мультихромосомная 19 1 3 3 7
yellow 25 12 2 0 14
lethal giant larva 17* 1 8 0 9
Всего 322 54 56 11 120
* одна линия включена в состав группы «хромосома 2»
Как и в случае с линиями дикого типа из природных популяций, среди мутантных линий было обнаружено три генотипа Wolbachia wMel, wMelCS и wMelCS2, каких-либо новых форм по набору анализируемых маркеров обнаружено не было
Внутри основных групп (хромосомы 1, 2 и 3) обнаружились характерные черты по статусу инфицированности, которые находят свое объяснение в истории создания самих линий Так, большинство неинфицированных линий группы «хромосома-1», несущих конструкцию «C(1)DX, у w /», связано с тем, что в качестве ее донора при создании линии используются самки неинфицированной линии 1-163 Следовательно, все потомство от такого скрещивания должно быть неинфицированным Мы не обнаружили фактов, которые могли бы указывать на случаи отцовской передачи Wolbachia через цитоплазму спермия, хотя такие случаи известны (Turelli et al, 1992, Hoffmann et al, 1998)
Частое обнаружение генотипа wMelCS2 в группе «хромосома-1» связано, прежде всего, с линией, являющейся донором хромосом Base (Muller 5) Эта хромосома, также как и конструкция «сцепленные Х-хромосомы», используется для поддержания в генетической коллекции определенных Х-хромосом Линия Muller 5 оказалась инфицированной генотипом Wolbachia wMelCS2 Кроме того, для ряда линий удалось выяснить историю их создания В некоторых случаях обнаруживалась цитоплазма,
инфицированная генотипом wMelCS2, но хромосомы Base не было Выяснилось, что для многих таких линий в истории их создания все же использовалась линия Muller 5 Однако, некоторые линии, несмотря на наличие хромосомы Base, оказались свободными от Wolbachia Объяснение данного феномена может быть разным, во-первых, технически возможно (в отличие от метода «сцепленных Х-хромосом») в качестве донора брать самца Base / Г Во-вторых, в фонде есть неинфицированные линии 1-123 и 1-125, которые могли быть использованы как доноры хромосомы Base Наконец, в-третьих, возможна потеря эндосимбионта в ряду поколений культивирования линий
Высокая доля инфицированности группы «хромосома-2» генотипом wMelCS2 также связана с историей создания линий Линия 2-23 (L21 In(2LR') Су сп) - носитель генотипа Wolbachia wMelCS2, часто используется для выделения хромосомы 2 Кроме нее также используется неинфицированная линия «1» из мультихромосомной группы Содержащаяся в генетической конструкции «In(2LRJ Су сп» доминантная мутация Curly (загнутые крылья) используется как фенотипический маркер и входит в состав многих других генетических конструкций (SMI, SM5, SM6 и другие) Поэтому возникают серьезные трудности в установлении родословной линии, если не известно, с какой именно линией она скрещивалась
В группе «хромосома-3» большинство линий неинфицировано Это, скорее всего, объясняется тем, что для изогенизации хромосомы-3 обычно используются две неинфицированные линии - «3-13» DIn(3LR)/Sb и «1» Cy/L2, D/Sb из мультихромосомной группы Среди инфицированной цитоплазмы преобладает самый распространенный в природе генотип Wolbachia - wMel
Возможность потери эндосимбионта в течение длительного периода культивирования может рассматриваться для целого ряда изучаемых нами линий (237 и 280, группы «хромосома-2», «lethal giant larvae») В то же время, для них есть вероятность другого объяснения наблюдаемых различий в инфицированности, в частности, скрещивание с другими линиями фонда, которое могло быть не отмечено в записях по истории линий Однако факты, для которых хорошо прослеживается родословная цитоплазмы по наследованию генотипа wMeICS2, говорят в пользу стабильного существования Wolbachia у хозяина Drosophila melanogaster в лабораторных условиях
Сопряженная изменчивость генотипов Wolbachia и гаплотипов митохондриальной ДНК Drosophila melanogaster
Передача Wolbachia от одной особи-хозяина к другой осуществляется вертикально по материнскому типу от самки через инфицированную цитоплазму ооцита к потомству Следует ожидать, что мтДНК особей, инфицированных разными генотипами Wolbachia, может иметь разную эволюционную историю Для выявления нуклеотидных отличий по генам цитохромоксидазы С первой и третьей субъединиц, АТФазы шестой и восьмой субъединиц, а также трем транспортным РНК, в работе мы использовали охарактеризованные по эндосимбионту Wolbachia линии Drosophila melanogaster (Илинский, Захаров, 2007)
Были взяты линии, имеющие происхождение из географически удаленных популяций D melanogaster, а именно Кавказа, Средней Азии, Украины и Алтая, инфицированные тремя разными генотипами Wolbachia wMel, wMelCS и wMelCS2, а также ранее опубликованные последовательности митохондриальных геномов D melanogaster
Ассоциации между гаплотипами Drosophila melanogaster и Wolbachia (присутствием / отсутствием бактерии) ранее выявлено не было Изучаемый митохондриальный полиморфизм не обнаруживал корреляции между инфицированными и неинфицированными особями (Sohgnac et al, 1994) Преимуществом нашей работы является то, что сравнивались не Wolbachia-положительная и lFbtóac/гш-отрицательная цитоплазма, а ее инфицированность разными генотипами бактерии Это позволило выявить сопряженность наследования Wolbachia и митохондриального генома D melanogaster (Ihnsky, Zakharov, 2006, Илинский, Захаров, 2007)
Обнаруженный полиморфизм по двум сайтам гена первой субъединицы цитохромоксидазы С продемонстрировал четкую корреляцию для трех генотипов Wolbachia (Илинский, Захаров, 2007) Митотип «СТ» встречался только с генотипом wMel, «СС» - с wMelCS2, а «ТС» с wMelCS (Табл 3) При этом для неинфицированных линий мы также выявили существование таких митотипов в популяциях и, можно сказать, что их встречаемость пропорциональна распространенности генотипов Wolbachia, с которыми они ассоциированы Так митотип «СТ» среди неинфицированных особей встречается наиболее часто, при этом генотип wMel доминирует повсеместно в популяциях Drosophila melanogaster
Дальнейшая детализация, привлечение данных нуклеотидной последовательности мтДНК по другим генам и построение филогенетических древ по этим данным подтвердили результаты, полученные при описании полиморфизма по гену col
Таблица 3 Инфекционный статус и гаплотипическое разнообразие гена СОХ1 митохондриальной ДНК Drosophila melanogaster (Илинский, Захаров, 2007)
Гаплотип мтДНК D melanogaster Число неинфицированных линий Число линий с известным статусом зараженности и генотипом бактерии \Уо1Ьас}иа
wMel wMeICS2 wMelCS
СТ 14 18 0 0
СС 3 0 6 0
тс 2 0 0 4
Анализ филогенетических деревьев, отражающих эволюцию мтДНК, обнаружил существование двух главных клад, которым соответствуют цитоплазма, инфицированная генотипами Wolbachia - wMel и wMelCS/wMelCS2 При этом кластеризация митотипов не зависела от времени и географии происхождения анализируемых линий (см Рис. 2)
Из 4-х неинфицированных линий, для которых была определена последовательность размером 1280 п н, две кластеризовались с линиями, инфицированными генотипами wMel, и две - с wMelCS Мы не случайно взяли эти линии При исследовании полиморфизма по гену col, для них были определены митотипы «СТ» и «ТС», что соответствовало инфицированное™ генотипами Wolbachia wMel и wMelCS Мы проверили, будут ли у случайных неинфицированных линий митотипы отличаться от приведенных нами в представлении сонаследования с Wolbachia7 Полученный результат свидетельствует, что в популяциях Drosophila
335 Чемал2003 (wMel)
Bi90 Бишкек 2004 (*Mel) 3110 Умшь 2003 (wMcl) U4 Ушнь2004 (wMel)
Z53 Зимба(м=1990 GBAF200829(wMd 7) 100 s400 Сочи2004(wMel)
Harwich США 1967 (wMelH,»Mel)
Psns Париж 1952GB AJ400907(w7)
W75 Гомгть 1980 (wMeCS2) w!09 Кишинев 1984 (wMelCS2) и 181 Тбилиш 1989 (vMelCS2) 2-23 Jla5 линия (wMeCS2)
Oregon-R США 1925 GB^F200S28 (wMdCS') 99
w[1118] Лаб линин( viMelPop. wMelCS)
--- 921189 Бийск 1989 (wMelCS)
wl53 Ташкент 1989 (wMelCS)
Oregon-R C1I1A1925 GB NCOO1709 (wMelCS7)
Рис 2 Филогенетическое дерево митохондриальной ДНК Drosphila melanogaster для 2757 п н, построенное методом максимального правдоподобия (TREE-PUZZLE 5 2) Приведены значения бутстрепа, указано название, происхождение и статус инфицированное™ линий Некоторые отводки линии Oregon-R возможно сохранили инфицированность, генотип wMelCS, по данным GenBank и (Lewis et al, 1995) AF200828- и NC001709-последовательности принадлежат линии Oregon-R, Линия w1118 инфицирована штаммом Wolbachia wMelPop, генотипический профиль wMelCS, Линия Z53 инфицирована Wolbachia предположительно wMel-гвнотипа GenBank AF200829, Wolbachia, обнаруженная в линии Harwich, в некоторых работах обозначалась как штамм wMelH (Sun et al, 2003, Paraskevopoulos et al, 2006), генотипический профиль - wMel, Линия Pans, статус инфицированности неизвестен, GenBank AJ400907 (Azou, Bregliano, 2001)
meîanogaster существуют и, возможно, в значительных концентрациях митотипы, сходные с митотипами инфицированных особей (Табл. 3 и Рис 2) В соответствии с представлением ускорения фиксации новых мутаций и появлением новых гаплотипов под воздействием Wolbachia, такие линии, по-видимому, относительно недавно утратили бактерию
Наименьшей изменчивостью обладала мтДНК, ассоциированная с генотипом wMelCS2, что говорит в пользу его происхождении от wMelCS Дополнительно в пользу этого свидетельствуют факты (1) более широкое распространение в мире генотипа wMelCS (Riegler et al, 2005) и (2) характер отличия по анализируемым маркерам разница для этих генотипов заключается в большей повторенности минисаттелита VNTR105 у генотипа wMeICS2 по сравнению с wMelCS (см Рис 1)
Разнообразие мтДНК, ассоциированной с генотипами wMel и wMelCS, значительно выше, чем у wMelCS2, и это не зависит от географии и времени выделения из природы линии Так, инфицированная генотипом wMel линия s400, которая была выделена из популяции Сочи 2004, по нуклеотидной последовательности мтДНК (2757 п н) оказалась идентична линии африканского происхождения Z53, Зимбабве 1990 г Собственно, считается, что этот регион является центром происхождения Drosophila meîanogaster (David, Сару, 1988) Из литературы известно, что линия Z53 инфицирована Wolbachia (Fry et al, 2004), и y нас есть все основания предполагать, что это генотип wMel Линии U4, 335 и Bi90, инфицированные генотипом wMel, оказались идентичны друг другу по мтДНК - 2757 п н, между тем, происхождение этих линий разное Данных по инфицированности линии Paris, созданной в 1952 году из популяции г Париж, у нас нет Но на основе нуклеотидной последовательности мтДНК, опубликованной в GenBank AJ400907, мы предполагаем, что эта линия либо инфицирована генотипом wMel или каким-нибудь близким ему генотипом, либо существовала инфицированность этой цитоплазмы в недалеком эволюционном прошлом Штамм Wolbachia - wMelPop, которым инфицирована линия w1118, по диагностическим маркерам генотипируется как wMelCS Нукяеотидная последовательность мтДНК этой линии идентична опубликованной ранее последовательности митохондриального генома линии Oregon-R GenBank 200828 Здесь следует отметить, что опубликована и другая последовательность, которая относится к линии Oregon-R (Lewis et al, 1995) GenBank NC001709 Обе эти последовательности попадают в кладу, характерную для сонаследования с генотипом Wolbachia - wMelCS
Влияние эндосимбионта Wolbachia на компоненты общей приспособленности
Drosophila meîanogaster
Распространение и поддержание в популяции вида-хозяина Wolbachia осуществляется посредством воздействия эндосимбионта на репродуктивную систему, в частности, проявляется в виде ЦН, андроцида, партеногенеза и феминизации самцов Для некоторых видов, включая и Drosophila meîanogaster, выраженность ЦН, опосредованной бактерией, варьирует Для большинства случаев отмечается либо отсутствие, либо слабое проявление ЦН (Hoffmann et al, 1994, 1998, Mm, Benzer, 1997, Fry et al, 2004, Harcombe, Hoffmann, 2004) Высокий уровень несовместимости удавалось показать только в отдельных экспериментах при особых условиях (Reynolds, Hoffinann, 2002, Mercot, Charlat, 2004, Yamada et al, 2007)
Если высокие частоты инфицированности популяций объясняются не ЦН, то гипотетически должны существовать другие механизмы, представляющие собой
выгодные для вида-хозяина условия симбиоза, возможно, такие как увеличение плодовитости, стрессоустойчивости, выживаемости (Turelh, 1994, Hoffmann et al, 1998, Mercot, Charlat, 2004) Единого мнения о механизмах поддержания и распространения эндосимбионта Wolbachia в популяции Drosophila melanogaster нет
Исходя из вышеизложенного, мы попытались выяснить, во-первых, есть ли отличия в уровне ЦН, индуцируемой тремя генотипами Wolbachia, и, во-вторых, существует ли влияние на продолжительность жизни мух с разным цитоплазматическим статусом при разных температурных режимах
Тест на цитоплазматическуго несовместимость
В своем эксперименте мы поставили задачу оценить способность индукции эмбриональной смертности для трех генотипов Wolbachia - wMel, wMelCS и wMelCS2 Данные о способности Wolbachia вызывать цитоплазматическуго несовместимость у Drosophila melanogaster достаточно противоречивы, и они получены в общем как для Wolbachia штамма NvMel, без разделения на генотипы
В результате нам удалось выявить достоверно повышенный уровень эмбриональной смертности в варианте «цитоплазматическая несовместимость» (С) по сравнению с контролем для линии Bi90 (р < 0,05) Для трех других линий значения варианта «С» были повышенными, но не превышали контрольные варианты Таким образом, оценка уровня эмбриональной смертности (Табл 4), опосредованного Wolbachia, демонстрирует либо низкий уровень (Bi90), либо ее отсутствие Эти результаты согласуются с ранее известными данными о слабом проявления ЦН у Drosophila melanogaster (Hoffmann et al, 1994,1998, Mm, Benzer, 1997, Fry et al, 2004, Harcombe, Hoffmann, 2004) Несмотря на то, что генотипы Wolbachia wMel и wMelCS/2 дивергировали относительно давно, по уровню и характеру опосредуемой ими ЦН они сходны Возможно, что репродуктивная манипуляция все же имеет большую роль, чем ей ранее отводилось (Hoffmann et al, 1994, 1998, Poinsot et al, 1998, Mercot, Charlat, 2004) В умеренных широтах, после холодного периода года численность популяции сильно сокращается - эффект «бутылочного горлышка» Возможно, что определенные генотипы, взаимодействуя с Wolbachia, имеют некие преимущества и, таким образом, бактерия получает распространение в популяции хозяина Среди таких преимуществ могут быть и ЦН, обеспечивающая репродуктивный успех инфицированным самкам, и повышенная продуктивность инфицированных особей по сравнению с неинфицированными, и более высокая устойчивость к абиотическим или биотическим условиям среды и, как следствие, более высокая продолжительность жизни и пролонгированный репродуктивный период Тот факт, что именно устойчивость или повышенная репродуктивность в связи с Wolbachia в явном виде не обнаружена для Drosophila melanogaster, может говорить, что для этого вида реализуется несколько стратегий и сценариев Биологические эффекты Wolbachia могут также определяться динамикой частот определенных генов в популяции хозяина, которые влияют на плотность бактерии в клетке (Hurst et al, 2000, Noda et al, 2001, Ikeda et al, 2003, Duron et al, 2006) Известно, что в зависимости от бактериальной плотности Wolbachia в клетках и тканях хозяина наблюдаются различия в физиологическом проявлении бактерии, ЦН, выживаемости (Breeuwer, Werren, 1993, Sinkins et al, 1995, McGraw et al, 2002)
Продолжительность жизни линий Drosophila melanogaster, инфицированных различными генотипами Wolbachia
Продолжительность жизни является одним из ключевых приспособительных
признаков, который может характеризовать «силу генотипа», репродуктивный
потенциал, устойчивость к биотическим и абиотическим факторам среды Так,
согласно литературным источникам, репродуктивный период для самцов составляет
20-50 дней (Duncan, 1930, Керкис,
1935) и 30-80 для самок (Hanson,
1929, Gowen, Jonson, 1946) Самка,
при этом, может оставить до 3 тыс
потомства, а самец до 14 тыс
(Hanna-Alava, 1965)
При температуре +25°С
максимальный срок жизни мух
составил 107 дней, такие значения
были отмечены для самок Bi90T и
33 5Т Наименьшие значения,
1118
кроме контрольной линии w , отмечаются для линии wl53 - 6465 дня, равно как для инфицированных, так и для неинфицированных вариантов опыта Для сублинии vvl53T как при +25°С, так и при +29°С наблюдалось превышение средней продолжительности жизни самцов над самками Наоборот, самцы линии w75, как инфицированные, так и неинфицированные, превосходили по средней продолжительности жизни самок Максимальное и среднее значение продолжительности жизни
«вылеченных» тетрациклином самок U4 превосходило инфицированных (Рис 3) Достоверные отличия по продолжительности жизни отмечены для самцов линии Bi90, средняя продолжительность жизни вылеченных самцов превосходила инфицированных почти на 10 дней
При повышенной температуре +29°С максимальная продолжительность жизни для линий - Bi90, U4, 335, wl81, w75 и wl53, в основном, не превышала 53 дней Минимальное значение, если не учитывать контрольную линию w1118, отмечено для инфицированных самок линии wl53 - 30 дней, и для неинфицированных самок wl81T - 31 день В целом, для большинства линий средняя продолжительность жизни самок превосходит или не отличается от средней продолжительности жизни самцов
Средняя продолжительность жизни инфицированных самок в линиях Bi90-wMel и wl81-wMelCS2 и самцов U4-wMel при температуре +29°С достоверно превышала свободные от Wolbachia (р < 0 05) А самцы wl53-wMelCS жили меньше чем их неинфицированные братья
Таблица 4 Уровень эмбриональной смертности во внутрилинейных скрещиваниях линий 335 [wMel], Bi90 [wMel], wl81 [wMelCS2], wl53 [MelCS]
Серия Число Доля
эксперимента* эмбрионов эмбриональной
смертности
335 fwMell
А(контроль) 4468 0,030 ± 0,006
В(контроль) 5170 0,040 ± 0,006
С(ЦН) 3520 0,075 ±0,015
D(контроль) 3861 0,028 ± 0,005
Bi90 [wMel]
A 2651 0,040 ±0,012
В 2477 0,011 ±0,003
С(ЦН) 2699 0,109 ±0,019
D 5716 0,019 ± 0,004
wl81 [wMelCS2]
А 5453 0,042 ± 0,024
В 5247 0,049 ±0,011
С(ЦН) 5143 0,057 ±0,018
D 4469 0,035 ±0,014
wl53 IMelCSl
В 4311 0,048 ± 0,010
С(ЦН) 5865 0,107 ±0,020
£Оп
1 ч
й
1
ч
%
О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
'АИЛ*
03 ^,08 ч 07 ^08 3.0 5
'¿.04
403 >2
(^01
<?« 13 0 1 О п 1
^ О
к
_ * к
к
д
„ ^
0 10 203040506070
а) б)
Рис 3 Динамика выживаемости имаго ИгозорЫа melanogaster Белые квадраты сублиния избавленная от }¥о1Ьас}ча, черные треугольники - сублиния инфицированная 1Уо1Ьас1иа а) самцы Ш при I +25°С (Умань 200 4г \Уо1ЬасЬ.ш -\vMel), б) самки 114 при I +25°С
При пониженной температуре, +16°С, в эксперименте участвовало только три линии, инфицированных наиболее распространенным генотипом ЖоШасНш ™Ме1, и линия ш" 8, инфицированная штаммом \vMelPop, для которой отмечалась только максимальная продолжительность жизни Максимальная продолжительность жизни была зарегистрирована для имаго В190, при этом она превысила полугодовой рубеж, и составила для самцов В190Т 230 дней Наименьшая продолжительность жизни при пониженной температуре зафиксирован для линии \\,1Ш 109 дней Отличие в зависимости от статуса инфицированности отмечено только для самок линии В190, которые жили дольше неинфицированных
В наших экспериментах мы не выявили ярко выраженных отличий между инфицированными и неинфицированными сублиниями, но все же зафиксировали в некоторых случаях статистически достоверные отличия между ними, что может говорить о влиянии цитоплазматического фона на такой важный и сложный признак общей приспособленности как выживаемость Тот факт, что некоторые линии ЭгозорЫа melanogaster при разных температурных режимах обнаруживали отличия в характере реакций, может указывать на неоднозначность симбиотических взаимоотношений Это, опять же, говорит о существовании и реализации нескольких сценариев взаимоотношений симбиотической системы «Вгозоркйа melanogaster-Wolba.ch.ia»
выводы
1 Скрининг инфицированности эндосимбионтом ]Уо1Ьас1иа природных популяций БгозорМа melanogaster Северной Евразии за более чем двадцатилетний период выявил повсеместное ее распространение при концентрациях от ] 5 до 100 % Не обнаружено ни одной природной популяции Ого$орЫ1а melanogaster свободной от }¥о1ЬасЬа Отмечены различия среднего уровня встречаемости инфицированной цитоплазмы в популяциях по регионам в восточно-европейских (Украины, Белоруссии, Молдавии) - 45 %, в алтайских - 56 %, в среднеазиатских - 64 % Выявлено существование гетерогенности по трем генотипам (\vMel, \vMeICS и луМе1С82) эндосимбионта \Volbachia в популяциях Ого$орЫ1а melanogaster
2 Результаты скрининга фонда Огшор1п1а melanogaster Лаборатории генетики популяций ИЦиГ СО РАН указывают на то, что, во-первых, инфицированность зависит от происхождения и генеалогии линии, во-вгорых, бактерия стабильно поддерживается в длительном ряду поколений ведения культуры
3 Сравнительный анализ геномного полиморфизма мтДНК ИговорМа melanogaster, инфицированных тремя различными генотипами \Volbachia, позволил выявить сопряженность гаплотипов митохондрий с конкретными генотипами ЖоШасЬа и построить филогенетическое древо мтДНК с двумя главными ветвями, соответствующими генотипам \уМе1 и \уМе1С8/\уМе!С82 ЦЫЬасНш
4 Не обнаружено четких отличий по силе индукции цитоплазматической несовместимости тремя генотипами Шо1Ьаскш у ИгоьорЫа melanogaster для одной линии, инфицированной генотипом \vMel, показана слабая индукция цитоплазматической несовместимости, а для трех других достоверных отличий выявлено не было
5. Обнаруженные различия в тесте на продолжительность жизни ВгоъорЬЛа melanogaster при инфицированности эндосимбионтом \Volbachia в вариантах эксперимента указывают на слабое и неоднозначное влияние бактерии на продолжительность жизни имаго при разных температурных режимах
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1 Васильева Л А, Кикнадзе И И, Киселева Е В , Гундерииа Л И, Истомина А Г, Голыгина В В , Ваулин О В , Воронин Д А , Илинский Ю Ю , и др Механизмы генетической изменчивости популяций и видов Diptera // Динамика генофондов растений, животных и человека Отчётная конференция Москва 2005 С 35-36
2 Илинский Ю Ю Эндосимбионт Wolbachia в популяциях Drosophila melanogaster Евразии // Биология - наука 21 века 10-я Пущинская школа-конференция молодых ученых, посвященная 50-летию Путинского НЦ РАН Пущино, 17-21 апреля 2006 г Сборник тезисов - Пущино Пущинский научный центр РАН 2006 С 192
3 Ilinsky Yu Yu, Zakharov IК Genetic correlation between types of mtDNA of Drosophila melanogaster and genotypes of its primary endosymbiont, Wolbachia II Drosophila Inform Serv 2006 No 89 P 89-91
4 Ilmsky Yu Yu , Zakharov I К Wolbachia in populations of Drosophila melanogaster //DrosophilaInform Serv 2006 No 89 P 91-92
5 Захаров И К, Кикнадзе И И, Киселева Е В, Гундерина Л И, Ваулин О В , Синянский Я Я, Илинский Ю Ю, и др Механизмы генетической изменчивости популяций и видов Diptera Разнообразие геномов // Программа фундаментальных исследований РАН № 11 "Биоразнообразие и динамика генофондов" Подпрограмма 2 "Динамика генофондов" Сб материалов -М ФИАН 2006 С 26-28
6 Илинский Ю Ю, Захаров И К Характеристика инфицированности цитоплазматическим эндосимбионтом Wolbachia популяции Drosophila melanogaster Умани//Доклады Академии наук 2007 Т 413 №4 С 561-563
7 Илинский Ю Ю, Захаров И К Эндосимбионт Wolbachia в евразийских популяциях Drosophila melanogaster // Генетика 2007 Т 43 №7 С 905-915
8 Илинский Ю Ю, Захаров И К Коэволюция эндосимбионта Wolbachia и митохондриального генома Drosophila melanogaster / Материалы конф "Современные проблемы биологической эволюции" К 100-летию Государственного Дарвиновского музея 2007 Москва -М Изд-воГДМ 2007 С 177-178
9 Захаров И К, Киселева Е В , Илинский Ю Ю и др Механизмы генетической изменчивости популяций и видов Diptera Взаимодействия генетических и средовых факторов // Программа фундаментальных исследований РАН № 11 "Биоразнообразие и динамика генофондов" Подпрограмма 2 "Динамика генофондов" Материалы отчетной конференции, посвященной памяти академика Ю П Алтухова -Москва 2007 С 39-40
10 Захаров ИК, Ваулин ОВ, Илинский ЮЮ Синянский ЯЯ, Коромыслов Ю А, Коваленко Л В , Иванников А В , Захаренко Л П, Волошина М А, Чересиз С В , Юрченко НН Источники генетической изменчивости в природных популяциях Drosophila melanogaster И Информационный вестник ВОГиС 2008 Т 12 № 1/2 С 112-126
11 Ilmsky Y, Koromyslow Y , Zakharenko L , Erokhina I, Yurchenko N , Zakharov I Genetic instability in natural population of Drosophila melanogaster // XX Internationa Congress of Genetics Abstract Book Berlin, Germany, 2008 - Berlin 2008 P 196
1 /Г
Подписано к печати 08 08 2008 г
Формат бумаги 60 х 90 1/16 Печ л 1 1 Уч изд л 0,7
Тираж 100 экз Заказ 71
Ротапринт Института цитологии и генетики СО РАН 630090, Новосибирск, пр Академика Лаврентьева 10
Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Илинский, Юрий Юрьевич
Список сокращений
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Природа эндосимбионта Wolbachia
1.1.1. Таксономическое положение эндосимбионта Wolbachia
1.1.2. Распространенность бактерии Wolbachia в природных популяциях
1.1.3. История открытия Wolbachia
1.1.4. Распределение Wolbachia в различных тканях хозяина
1.2. Влияние Wolbachia на репродуктивную систему вида-хозяина
1.2.1. Партеногенез
1.2.2. Феминизация самцов
1.2.3. Андроцид
1.2.4. Цитоплазматическая несовместимость 16 1.2.4.1 Механизм цитоплазматической несовместимости
1.2.4.2. Модель цитоплазматической несовместимости «модификация-спасение»
1.2.4.3. Факторы, влияющие на степень проявления ЦН
1.3. Wolbachia в популяциях видов-хозяев
1.3.1. Wolbachia - своеобразный компонент «генетического груза» популяции вида-хозяина
1.3.2. Динамика инфицированности популяций
1.3.3. Инфицированность лабораторных линий Drosophila melanogaster
1.3.4. Взаимосвязь Wolbachia и митохондриальной ДНК вида-хозяина
1.3.4.1. Цитотипы Drosophila simulans - Wolbachia
1.3.4.2. Популяционная динамика цитотипов
Drosophila simulans - Wolbachia
1.4. Геномика Wolbachia
1.4.1. Классификация Wolbachia
1.4.2. Факты интрогрессии Wolbachia в цитоплазму других видов
1.4.3. Штамм Wolbachia wMel, инфицирующий
Drosophila melanogaster
1.4.4. Физическое и генетическое картирование хромосомы штамма wMelPopcorn Wolbachia
1.4.5. Секвенирование геномов Wolbachia
1.4.6. Генотипическое разнообразие Wolbachia у
Drosophila melanogaster
1.5. Генетические взаимодействия и физиологические эффекты симбиотических взаимоотношений между Wolbachia и хозяином
1.5.1. Влияние Wolbachia на плодовитость вида хозяина
1.5.2. Особенности симбиотических взаимоотношений
Wolbachia и Drosophila simulans
1.5.3. Особенности симбиотических взаимоотношений
Drosophila melanogaster и Wolbachia
1.5.4. Влияние штамма wMelPop Wolbachia на продолжительность жизни Drosophila melanogaster
1.5.5. Факты взаимодействия Wolbachia с ядерными генами Drosophila melanogaster
1.5.6. Горизонтальный перенос генетического материала
Wolbachia в ядерный геном вида-хозяина
Глава 2. Материалы и методы
2.1. Оценка инфицированности Drosophila melanogaster эндосимбионтом Wolbachia
2.2. Линии, использованные в работе по выявлению ассоциации генотипов Wolbachia и гаплотипов митохондриальной ДНК Drosophila melanogaster
2.3. Выделение ДНК, условия полимеразно-цепной реакции и определение нуклеотидной последоваельности
2.4. Работа с линиями Drosophila melanogaster
2.5. Тест на цитоплазматическую несовместимость
2.6. Тест на продолжительность жизни
2.7. Статистическая обработка результатов
Глава 3. Результы
3.1. Распространенность и разнообразие симбиотической системы Drosophila melanogaster - Wolbachia
3.1.1. Географическая распространенность эндосимбионта
Wolbachia в евразийских популяциях Drosophila melanogaster
3.1.2. Инфицированность Wolbachia мутантных линий Drosophila melanogaster фонда лаборатории генетики популяций
ИЦиГ СО РАН
3.2. Ассоциация генотипов Wolbachia и гаплотипов митохондриальной ДНК Drosophila melanogaster
3.3. Анализ влияния эндосимбионта Wolbachia на компоненты общей приспособленности Drosophila melanogaster
3.3.1. Цитоплазматическую несовместимость определяемая различными генотипами Wolbachia
3.3.2. Продолжительность жизни Drosophila melanogaster при инфицированности эндосимбионтом Wolbachia
Глава 4. Обсуждение
4.1. Симбиотическая система Drosophila melanogaster-Wolbachia в популяцих и лабораторных линиях
4.1.1. Инфицированность природных популяций
Drosophila melanogaster
4.1.2. Генотипическое разнообразие Wolbachia в популяциях
4.1.3. Эволюционные взаимоотношения генотипов Wolbachia
4.1.4. Генотипическое разнообразие Wolbachia в мутантных линиях, длительно поддерживающихся в лабораторных условиях
4.2. Сопряженная изменчивость генотипов Wolbachia и гаплотипов митохондриальной ДНК Drosophila melanogaster
4.3. Эмбриональная смертность в линиях Drosophila melanogaster, индуцируемая различными генотипами Wolbachia
4.4. Продолжительность жизни линий Drosophila melanogaster, инфицированных различными генотипами Wolbachia
Выводы
Введение Диссертация по биологии, на тему "Эндосимбионт Wolbachia в природных популяциях Drosophila melanogaster Северной Евразии"
Актуальность проблемы
Симбиотическая система «Drosophila melanogaster — Wolbachia» представляет исключительный интерес для эволюционной биологии и генетики, коэволюции на геномном, клеточном и организменном уровнях. Бактерия Wolbachia это альфапротеобактерия, которая трансовариально (вертикально) передается в поколениях многих представителей членистоногих и некоторых нематод (Werren et al., 1995а; Werren, 1997а; Захаров, Марков, 2005; Захаров и др., 2008). Столь значительный эволюционный успех бактерии связывается со способностью индуцировать репродуктивные аномалии, направленные на распространение инфицированной цитоплазмы в популяции вида-хозина, а также с приспособительным эффектом, дающим преимущество содержащим эндосимбионта некоторым видам-хозяевам, , по сравнению с неинфицированными особями (Werren et al., 1995b; Werren, 1997a; Горячева, 2004; Mercot, Charlat, 2004). Для насекомых показано чрезвычайно высокое распространение симбиотических систем «вид-хозяин - Wolbachia»: предполагают, что могут быть инфицированы от 20 до 70 % видов насекомых (Werren et al, 1995а; Hilgenboecker et al., 2008). Одной из главных особенностей бактерии является ее способность вызывать целый спектр репродуктивных аномалий у вида-хозяина, а именно: партеногенез, феминизацию генетических самцов, гибель самцов-потомков (андроцид) и цитоплазматическую несовместимость, биологическая роль которых заключается в распространении инфицированной цитоплазмы в популяции вида-хозяина (Turelli, Hoffmann, 1995; Горячева, 2004).
К настоящему моменту остается неизвестным, какие молекулярные механизмы вовлечены во взаимодействие Wolbachia и вида-хозяина. Знания в этой области могли бы произвести серьезное продвижение в фармакологии, прорыв в области контроля вредных и полезных насекомых, описать ряд феноменов эволюционных преобразований Artropoda.
Изучение природных популяций Drosophila simulans и D. melanogaster Австралии, Северной Америки и экваториальной Африки показало широкое распространение эндосимбионта (Hoffmann, Turelli, 1988; Turelli et al., 1992; Hoffmann et al., 1994; Turelli, Hoffmann, 1995; Weeks et al, 2007). Популяции дрозофил Евроазиатского континента оставались малоизученными. Для завершения картины глобального распространения Wolbachia актуальным было изучение динамики и характера распространения бактерии в Североевразийских популяциях Drosophila melanogaster.
Методический прогресс в геномике последнего десятилетия позволил выделить и классифицировать Wolbachia в соответствии с различиями в их генотипах (Sun et al., 2001, 2003; Riegler et al., 2005). Это, в свою очередь, позволило решать проблемы, связанные с генетическими аспектами симбиотических взаимодействий.
Цели и задачи исследования
Целью исследования было охарактеризовать популяционную динамику, биологию и генетику симбиотической системы «Drosophila melanogaster-Wolbachia». В связи с этим были поставлены следующие конкретные задачи.
1. Описать инфицированность и представленность различных генотипов эндосимбионта Wolbachia (wMel, wMelCS и wMelCS2) в природных популяциях Drosophila melanogaster Северной Евразии в пространстве и во времени за четверть века.
2. Охарактеризовать фонд Лаборатории генетики популяций ИЦиГ СО РАН на присутствие Wolbachia и оценить факторы, определяющие инфицированность лабораторных линий.
3. Установить разнообразие митохондриальных гаплотипов для линий Drosophila melanogaster, инфицированных вертикально передающейся бактерией Wolbachia.
4. Оценить уровень цитоплазматической несовместимости у Drosophila melanogaster, индуцируемой различными генотипами Wolbachia.
5. Выяснить влияние различных генотипов Wolbachia на компоненты общей приспособленности вида-хозяина Drosophila melanogaster.
Научная новизна работы
В работе систематически изучена представленность эндосимбионта Wolbachia в природных популяциях Drosophila melanogaster Северной Евразии за четверть века. Показано широкое распространение и высокая концентрация инфицированности, выявлены три генотипа Wolbachia (wMel, wMelCS и wMelCS2). По статусу инфицированности и генотипическому составу Wolbachia охарактеризованы тестерные и мутантные линии фонда Лаборатории генетики популяций ИЦиГ СО РАН. Преимуществом нашей работы является то, что мы сравнивали не Жо/бас/гш-положительную и Жс>/6ас/гш-отрицательную цитоплазму, а инфицированность цитоплазмы разными генотипами бактерии. Впервые описана эволюционная сопряженность митохондриального генома Drosophila melanogaster и эндосимбионта Wolbachia, что объясняет наблюдаемую мономорфность мтДНК популяций D. melanogaster (David, Сару, 1988; Hale, Singh, 1991; Solignac et al., 1994). Для генотипов wMel, wMelCS и wMelCS2 Wolbachia даны характеристики их способности индуцировать цитоплазматическую несовместимость и влиять на показатель выживаемости при различных температурных условиях у Drosophila melanogaster.
Теоретическая и практическая значимость работы
Drosophila melanogaster является модельным объектом фундаментальной генетики, полученные нами результаты позволяют по новому подойти к решению генетических аспектов симбиотических взаимоотношений. Обнаруженные сопряженные изменения митохондриальной ДНК и эндосимбионта Wolbachia позволяют рассматривать мтДНК Drosophila melanogaster в качестве модели микроэволюционных преобразований. Полученные результаты вносят вклад в популяционную и эволюционную генетику.
Структура и объем работы
Заключение Диссертация по теме "Генетика", Илинский, Юрий Юрьевич
ВЫВОДЫ
1. Скрининг инфицированности эндосимбионтом Wolbachia природных популяций Drosophila melanogaster Северной Евразии за более чем двадцатилетний период выявил повсеместное её распространение при концентрациях от 15 до 100 %. Не обнаружено ни одной природной популяции Drosophila melanogaster свободной от Wolbachia. Отмечены различия среднего уровня встречаемости инфицированной цитоплазмы в популяциях по регионам: в восточно-европейских (Украины, Белоруссии, Молдавии) - 45 %, в алтайских - 56%, в среднеазиатских - 64 %. Выявлено существование гетерогенности по трем генотипам (wMel, wMelCS и wMelCS2) эндосимбионта Wolbachia в популяциях Drosophila melanogaster.
2. Результаты скрининга фонда Drosophila melanogaster Лаборатории генетики популяций ИЦиГ СО РАН указывают на то, что, во-первых, инфицированность зависит от происхождения и генеалогии линии, во-вторых, бактерия стабильно поддерживается в длительном ряду поколений ведения культуры.
3. Сравнительный анализ геномного полиморфизма мтДНК Drosophila melanogaster, инфицированных тремя различными генотипами Wolbachia, позволил выявить сопряженность гаплотипов митохондрий с конкретными генотипами Wolbachia и построить филогенетическое дерево мтДНК с двумя главными ветвями, соответствующими генотипам wMel и wMelCS/wMelCS2 Wolbachia.
4. Не обнаружено четких отличий по силе индукции цитоплазматической несовместимости тремя генотипами Wolbachia у Drosophila melanogaster: для одной линии, инфицированной генотипом wMel, показана слабая индукция цитоплазматической несовместимости, а для трех других достоверных отличий выявлено не было.
5. Обнаруженные различия в тесте на продолжительность жизни Drosophila melanogaster при инфицированности эндосимбионтом Wolbachia в вариантах эксперимента указывают на слабое и неоднозначное влияние бактерии на продолжительность жизни имаго при разных температурных режимах.
Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Илинский, Юрий Юрьевич, Новосибирск
1. Брагина Ю.В., Молотова Н.Г., Камышева Е.А., Соболева С.А., Камышев Н.Г. Выявление генов дрозофилы, проявляющих поздний материнский эффект // Информационный вестник ВОГиС. 2007 Т. 11. № 2. С. 436-444.
2. Воронин Д.А., Дудкина Н.В., Киселева Е.В. Новая форма симбиотических бактерий Wolbachia, обнаруженная внутри эндоплазматического ретикулума ранних эмбрионов Drosophila melanogaster II Доклады Академии наук. 2004. Т. 396. № 4. С. 564-567.
3. Воронин Д.А., Киселева Е.В. Функциональная роль белков, содержащих анкириновые повторы. // Цитология. 2007. Т. 49. С. 989-999.
4. Голубовский М.Д., Иванов Ю.Н., Захаров И.К., Берг Р.Л. Исследование синхронных и параллельных изменений генофондов в природных популяциях плодовых мух Drosophila melanogaster П Генетика. 1974. Т. 10. №4. С. 72-83.
5. Горячева И.И. Бактерии рода Wolbachia репродуктивные паразиты членистоногих // Успехи современной биологии. 2004. Т. 124. №3. С. 246259.
6. Дудкина Н.В., Воронин Д.А., Киселева Е.В. Структурная организация и распределение симбиотических бактерий Wolbachia в ранних эмбрионах и яичников Drosophila melanogaster и D. simulans II Цитология. 2004. Т. 46. №3 С. 208-220.
7. Захаров И.А., Марков А.В. Внутриклеточный паразит Wolbachia и происхождение эвкариот // Успехи современной биологии. 2005. Т. 125. №4 С. 323-336.
8. Илинский Ю.Ю., Захаров И.К. Характеристика инфицированности цитоплазматическим эндосимбионтом Wolbachia популяции Drosophila melanogaster Умани // Доклады Академии наук. 2007а. Т. 413. №4. С. 561563.
9. Илинский Ю.Ю., Захаров И.К. Эндосимбионт Wolbachia в евразийских популяцих Drosophila melanogaster II Генетика. 20076. Т. 43. №7. С. 905-915.
10. Керкис Ю.Я. О скорости роста гонады у Drosophila melanogaster II Труды лаборат. генетики. 1935 Т. 9 С. 217-230.
11. Маргелис JI. Роль симбиоза в эволюции клетки. М.: Мир 1983. С.352.
12. Медведев Н.Н. Практическая генетика. М: Наука 1968. 296. С.
13. Проблемы генетики в исследованиях на дрозофиле. Новосибирск: Наука: 1977. 280. С.
14. Akman L., Yamashita A., Watanabe Н. Genome sequence of the endocellular obligate symbiont of tsetse flies, Wigglesworthia glossinidia II Nat. Genet. 2002. V. 32. P. 402-407.
15. Akopyants N.S., Clifton S.W., Kersulyte D., Crabtree J.E., Youree B.E., Reece C.A., Bukanov N.O., Drazek E.S., Roe B.A., Berg D.E. Analyses of the cag pathogenicity island of Helicobacter pylori I I Mol. Microbiol. 1998. V. 28. P. 37-53.
16. Aksoy S. Wigglesworthia gen. nov. and Wigglesworthia glossinidia sp. nov., taxa consisting of the mycetocyte-associated, primary endosymbionts of tsetse flies // Internat. J. Systematic Bacteriology. 1995. V. 45. P. 848-851.
17. Anisimova M., Gascuel O. Approximate likelihood-ratio test for branches: A fast, accurate, and powerful alternative // Systematic Biol. 2006. V. 55. P. 539-552.
18. Anxolabehere D., Kidwell M.G., Periquet G. Molecular characteristics of diverse populations are consistent with the hypothesis of a recent invasion of Drosophila melanogaster by mobile P elements // Mol. Biol. Evol. 1988. V. 5. P. 252-269.
19. Arakaki N., Miyoshi Т., Noda H. Жо/бас/гш-mediated parthenogenesis in the predatory thrips Franklinothrips vespiformis (Thysanoptera: Insecta)//Proc. Biol. Sci. 2001. V. 268. P. 1011-1016.
20. Azou Y., Bregliano J.C. I-R system of hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster. Analysis of the mitochondrial DNA in reactive strains exhibiting different potentials for I factor transposition // Heredity. 2001. V. 86. P. 110-116.
21. Baldo L., Werren J.H. Revisiting Wolbachia supergroup typing based on wsp: Spurious lineages and discordance with MLST // Curr. Microbiol. 2007. V. 55. P. 81-87.
22. Ballard J.W. Comparative genomics of mitochondrial DNA in Drosophila simulans И J. Mol. Evol. 2000a. V. 51. P. 64-75.
23. Ballard J.W. When one is not enough: Introgression of mitochondrial DNA in Drosophila II Mol. Biol. Evol. 2000b. V. 17. P. 1126-1130.
24. Ballard J.W., Chernoff В., James A.C. Divergence of mitochondrial DNA is not corroborated by nuclear DNA, morphology, or behavior in Drosophila simulans II Evolution Intetnat. J. Org. Evolution. 2002. V. 56. P. 527545.
25. Ballard J.W., Kreitman M. Unraveling selection in the mitochondrial genome of Drosophila И Genetics. 1994. V. 138. P. 757-772.
26. Bandi С., Anderson C.L., Genchi С., Blaxter M. Phylogeny of Wolbachia in filarial nematodes // Proc. Biol. Sci. 1998. V. 265. P. 2407-2413.
27. Bender W., Pierre S., Hognes D.S., et al. Chromosomal walking and jumping to isolate DNA from ace and rosy loci of bithorax loci in Drosophila melanogaster II J. Mol. Biol. 1983. V. 168. P. 17-33.
28. Binnington K., Hoffmann A.A. Wolbachia-like organisms and cytoplasmic incompatibility in Drosophila simulans II J. Invertebrate Pathol. 1989. V. 54. P. 344-352.
29. Bordenstein S.R., Marshall M.L., Fry A.J., Kim U., Wernegreen J.J. The tripartite associations between bacteriophage, Wolbachia, and Arthropods // PLoS Pathog. 2006. V. 2. P. 43.
30. Bordenstein S.R., Rosengaus R.B. Discovery of a novel Wolbachia supergroup in Isoptera // Curr. Microbiol. 2005. V. 51. P. 393-398.
31. Bork P. Hundreds of ankyrin-like repeats in functionally diverse proteins: Mobile modules that cross phyla horizontally? // Proteins. 1993. V. 17. P. 363-374.
32. Bourtzis K., Nirgianaki A., Onyango P., Savakis C. A prokaryotic dnaA sequence in Drosophila melanogaster: Wolbachia infection and cytoplasmic incompatibility among laboratory strains // Insect Mol. Biol. 1994. V. 3. P. 131142.
33. Boyle L., O'Neill S.L., Robertson H.M., Karr T.L. Interspecific and intraspecific horizontal transfer of Wolbachia in Drosophila II Science. 1993. V. 260. P. 1796-1799.
34. Braig H.R., Zhou W., Dobson S.L., O'Neill S.L. Cloning and characterization of a gene encoding the major surface protein of the bacterial endosymbiont Wolbachiapipientis II J. Bacterid. 1998. V. 180. P. 2373-2378.
35. Breeuwer J.A. Wolbachia and cytoplasmic incompatibility in the spider mites Tetranychus urticae and T. turkestani II Nature. 1997. V. 79. P. 41-47.
36. Breeuwer J.A., Werren J.H. Microorganisms associated with chromosome destruction and reproductive isolation between two insect species // Nature. 1990. V. 346. P. 558-560.
37. Breeuwer J.A., Werren J.H. Cytoplasmic incompatibility and bacterial density in Nasonia vitripennis II Genetics. 1993. V. 135. P. 565-574.
38. Bressac C., Rousset F. The reproductive incompatibility system in Drosophila simulans: Dapi-staining analysis of the Wolbachia symbionts in sperm cysts // J. Invertebr. Pathol. 1993. V. 61. P. 226-230.
39. Brower J. Cytoplasmic incompatibility: Occurrence in a stored-product PST Ephestia cautella. И Ann. Entomol. Soc. Am. 1975. V. 69. P. 10111015.
40. Callaini G., Dallai R., Riparbelli M.G. Wolbachia-induced delay of paternal chromatin condensation does not prevent maternal chromosomes from entering anaphase in incompatible crosses of Drosophila simulans II J. Cell Sci. 1997. V. 110. P. 271-280.
41. Caspari E., Watson G.S. On the evolutionary importance of cytoplasmic sterility in mosquitoes // Evolution. 1959. V. 13. P. 568-570.
42. Charlat S., Calmet C., Mercot H. On the mod resc model and the evolution of Wolbachia compatibility types // Genetics. 2001. V. 159. P. 14151422.
43. Charlat S., Hornett E.A., Fullard J.H., Davies N., Roderick G.K., Wedell N., Hurst G.D. Extraordinary flux in sex ratio // Science. 2007a. V. 317. P. 214.
44. Charlat S., Hurst G.D., Mercot H. Evolutionary consequences of Wolbachia infections // Trends Genet. 2003a. V. 19. P. 217-223.
45. Charlat S., Le Chat L., Mercot H. Characterization of non-cytoplasmic incompatibility inducing Wolbachia in two continental African populations of Drosophila simulans II Heredity. 2003b. V. 90. P. 49-55.
46. Charlat S., Reuter M., Dyson E.A., Hornett E.A., Duplouy A., Davies N., Roderick G.K., Wedell N., Hurst G.D. Male-killing bacteria trigger a cycle of increasing male fatigue and female promiscuity // Curr. Biol. 2007b. V. 17. P. 273277.
47. Cheng Q., Ruel T.D., Zhou W., Moloo S.K., Majiwa P., O'Neill S.L., Aksoy S. Tissue distribution and prevalence of Wolbachia infections in tsetse flies, Glossina spp. // Med. Vet. Entomol. 2000. V. 14. P. 44-50.
48. Clancy D.J., Hoffmann A.A. Cytoplasmic incompatibility in Drosophila simulans: Evolving complexity // Trends Ecol. Syst. 1996. V. 11. P. 145-146.
49. Clark M.E., Anderson C.L., Cande J., Karr T.L. Widespread prevalence of Wolbachia in laboratory stocks and the implications for Drosophila research II Genetics. 2005. V. 170. P. 1667-1675.
50. Clark M.E., Heath B.D., Anderson C.L., Karr T.L. Induced paternal effects mimic cytoplasmic incompatibility in Drosophila 11 Genetics. 2006. V. 173. P. 727-734.
51. Clark M.E., Veneti Z., Bourtzis K., Karr T.L. The distribution and proliferation of the intracellular bacteria Wolbachia during spermatogenesis in Drosophila И Mech. Dev. 2002. V. 111. P. 3-15.
52. Cooley L., Kelley R., Spradling A. Insertional mutagenesis of the Drosophila genome with single P elements // Science. 1988. V. 239. P. 1121-1128.
53. Dean M.D. A Wolbachia-associated fitness benefit depends on genetic background in Drosophila simulans I I Proc. Biol. Sci. 2006. V. 273. P. 1415-1420.
54. Dean M.D., Ballard K.J., Glass A., Ballard J.W. Influence of two Wolbachia strains on population structure of East African Drosophila simulans II Genetics. 2003. V. 165. P. 1959-1969.
55. Dedeine F., Bouletreau M., Vavre F. Wolbachia requirement for oogenesis: Occurrence within the genus Asobara (Hymenoptera, Braconidae) and evidence for intraspecific variation in A. tabida II Heredity. 2005. V. 95. P. 394400.
56. Dedeine F., Vavre F., Fleury F., Loppin В., Hochberg M.E., Bouletreau M. Removing symbiotic Wolbachia bacteria specifically inhibits oogenesis in a parasitic wasp // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. V. 98. P. 62476252.
57. Degnan P.H., Lazarus A.B., Wernegreen JJ. Genome sequence of Blochmannia pennsylvanicus indicates parallel trends in genome evolution among bacterial mutualists of insects // Genome Research. 2005. V. 15. P. 1023-1033.
58. Dong P., Wang J.J., Hu F., Jia F.X. Influence of Wolbachia infection on the fitness of the stored-product pest Liposcelis tricolor (Psocoptera: Liposcelididae) // J. Econ. Entomol. 2007. V. 100. P. 1476-1481.
59. Douglas A.E., Prosser W.A. Synthesis of the essential amino acid tryptophan in the pea aphid {Асуrthosiphon pisum) symbiosis // J. Insect Physiology. 1992. V. 38. P. 565-568.
60. Duncan F.N. Some observations on the biology of the male Drosophila melanogaster I I Amer. Nat. 1930. V. 64. P. 545-551.
61. Duron O., Labbe P., Berticat C., Rousset F., Guillot S., Raymond M., Weill M. High Wolbachia density correlates with cost of infection for insecticide resistant Culexpipiens mosquitoes // Evolution Internat. J. Org Evolution. 2006. V. 60. P. 303-314.
62. Duron O., Weill M. Wolbachia infection influences the development of Culex pipiens embryo in incompatible crosses // Heredity. 2006. V. 96. P. 493500.
63. Engels W.R. The P family of transposable elements in Drosophila II Annu. Rev. Genet. 1983. V. 17. P. 315-344.
64. Engels W.R. Invasions of P elements // Genetics. 1997. V. 145. P. 1115.
65. Engels W.R., Preston C.R. Hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster. The biology of female and male sterility 11 Genetics. 1979. V. 92. P. 161-174.
66. Erickson J., Acton A. Spermatocyte granules in Drosophila melanogaster II Can. J. Genet. Cytol. 1969. V. 11. P. 153-168.
67. Febvay G., Rahbe Y., Rynkiewicz M., Guillaud J., Bonnot G. Fate of dietary sucrose and neosynthesis of amino acids in the pea aphid, Acyrthosiphon pisum, reared on different diets 11 J. Experimental Biology. 1999. V. 202. P. 26392652.
68. Fenn K., Blaxter M. Are filarial nematode Wolbachia obligate mutualist symbionts? // Trends Ecol. Evol. 2004a. V. 19. P. 163-166.
69. Fenn К., Blaxter M. Quantification of Wolbachia bacteria in Brugia malayi through the Nematode lifecycle // Mol. Biochem. Parasitol. 2004b. V. 137. P. 361-364.
70. Fenn K., Blaxter M. Wolbachia genomes: Revealing the biology of parasitism and mutualism // Trends Parasitol. 2006. V. 22. P. 60-65.
71. Fenn K., Conlon C., Jones M., Quail M.A., Holroyd N.E., Parkhill J., Blaxter M. Phylogenetic relationships of the Wolbachia of Nematodes and Arthropods // PLoS Pathog. 2006. V. 2. P. 94.
72. Ferree P.M., Sullivan W. A genetic test of the role of the maternal pronucleus in Wolbachia-induced cytoplasmic incompatibility in Drosophila melanogaster II Genetics. 2006. V. 173. P. 839-847.
73. Fisher R. The Genetical Theory of Natural Selection. University Press. 1930. P. 318.
74. Flanders S.E. A reproduction phenomenon // Science. 1936a. V. 83. P.499.
75. Flanders S.E. Sexual dimorphism of Hymenopterous eggs and larvae // Science. 1936b. V. 84. P. 85.
76. Fry A.J., Palmer M.R., Rand D.M. Variable fitness effects of Wolbachia infection in Drosophila melanogaster II Heredity. 2004. V. 93. P. 379389.
77. Ghelelovitch S. Sur le determinisme genetique de la sterilite dans le croisement entre differenres souches de culex autogenicus roubaud. // C. R. Acad. Sci. Parish. 1952. V. 24. P. 2386-2388.
78. Gil R., Sabater-Munoz В., Latorre A., Silva F J., Moya A. Extreme genome reduction in Buchnera spp.: Toward the minimal genome needed for symbiotic life II Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. V. 99. P. 4454-4458.
79. Glover D.M., Raff J., Karr T.L., O'Neill S.L., Lin H., Wolftier M.F. Parasites in Drosophila embryos // Nature. 1990. V. 348. P. 117.
80. Goebal W., Gross R. Intracellular survival strategies of mutualistic and parasitic prokaryotes. // Trends in Microbiology. 2001V. 9. P. 267-273.
81. Go wen J.W., Jonson L.E. On the mechanism of heterosis I. Metabolic capacity of different races of Drosophila melanogaster for egg production. // Amer. Nat. 1946. V. 80. P. 149-179.
82. Guillemand Т., Pasteur N., Rousset F. Contrasting levels of variability between citoplasmic genomes and incompatibility types in the mosquito Culex pipiens. II Proc. R. Soc. bond. Ser. Biol. Sci. 1997. V. 264. P. 245-251.
83. Hanna-Alava A. The premiotic stages of spermatogenesis // Adv. Genetics. 1965. V. 13. P. 157-226.
84. Hanson F.B. A quantitive study of fecundity in Drosophila melanogaster. II J. Exp. Zool. 1929. V. 54. P. 485-506.
85. Harcombe W., Hoffmann A.A. Wolbachia effects in Drosophila melanogaster. In search of fitness benefits II J. Invertebr. Pathol. 2004. V. 87. P. 45-50.
86. Hertig M. The rickettsia, Wolbachia pipientis (gen. et. sp. n.) and associated inclusions of the mosquito Culex pipiens II Parasitology. 1936. V. 28. P. 453-486.
87. Hertig M., Wolbach S. Studies on rickettsia-like microorganisma in insects // J. Med. Res. 1924. V. 44. P. 329-374.
88. Hilgenboecker K., Hammerstein P., Schlattmann P., Telschow A., Werren J.H. How many species are infected with Wolbachia? A statistical analysis of current data//FEMS Microbiol. Lett. 2008. V. 281. P. 215-220.
89. Hoffmann A.A., Clancy D., Duncan J. Naturally-occurring Wolbachia infection in Drosophila simulans that does not cause cytoplasmic incompatibility // Heredity. 1996. V. 76. P. 1-8.
90. Hoffmann A.A., Clancy D.J., Merton E. Cytoplasmic incompatibility in Australian populations of Drosophila melanogaster II Genetics. 1994. V. 136. P. 993-999.
91. Hoffmann A.A., Hercus M., Dagher H. Population dynamics of the Wolbachia infection causing cytoplasmic incompatibility in Drosophila melanogaster II Genetics. 1998. V. 148. P. 221-231.
92. Hoffmann A.A., Turelli M. Unidirectional incompatibility in Drosophila simulans: Inheritance, geographic variation and fitness effects // Genetics. 1988. V. 119. P. 435-444.
93. Hoffmann A.A., Turelli M., Harshman L.G. Factors affecting the distribution of cytoplasmic incompatibility in Drosophila simulans II Genetics. 1990. V. 126. P. 933-948.
94. Hoffmann A. A., Turelli M., Simmons G.M. Unidirectional incompatibility between populations of Drosophila simulans. I I Evolution. 1986. V. 40. P. 692-701.
95. Holden P.R., Brookfield J.F., Jones P. Cloning and characterization of an ftsZ homologue from a bacterial symbiont of Drosophila melanogaster II Mol. Gen. Genet. 1993a. V. 240. P. 213-220.
96. Holden P.R., Jones P., Brookfield J.F. Evidence for a Wolbachia symbiont in Drosophila melanogaster 11 Genet Res. 1993b. V. 62. P. 23-29.
97. Hsiao P., Hsiao C. Rickettsia as the cause of cytoplasmic incompatibility in the alfalfa weevil, Hypera postica I I J. Invertebr. Pathol. 1985. V. 45. P. 244-246.
98. Hurst G.D., Jiggins F.M. Male-killing bacteria in insects: Mechanisms, incidence, and implications // Emerg. Infect. Dis. 2000. V. 6. P. 329336.
99. Hurst G.D., Jiggins F.M., Robinson S.J. What causes inefficient transmission of male-killing Wolbachia in Drosophila! II Heredity. 2001. V. 87. P. 220-226.
100. Hurst G.D., Johnson A.P., Schulenburg J.H., Fuyama Y. Male-killing Wolbachia in Drosophila: A temperature-sensitive trait with a threshold bacterial density // Genetics. 2000a. V. 156. P. 699-709.
101. Hurst G.D.D., Johnson A.P., von der Schulenburg J.H.G., Fuyama Y. Male-killing Wolbachia in Drosophila: A temperature-sensitive trait with a threshold bacterial density // Genetics. 2000b. V. 156. P. 699-709.
102. Hurst L.D. The evolution of cytoplasmic incompatibility or when spite can be successful // J. Theor. Biol. 1991. V. 148. P. 269-277.
103. Ikeda Т., Ishikawa H., Sasaki T. Infection density of Wolbachia and level of cytoplasmic incompatibility in the Mediterranean flour moth, Ephestia kuehniella И J. Invertebr. Pathol. 2003a. V. 84. P. 1-5.
104. Ikeda Т., Ishikawa H., Sasaki T. Regulation of Wolbachia density in the Mediterranean flour moth, Ephestia kuehniella, and the almond moth, Cadra cautella II Zoolog. Sci. 2003b. V. 20. P. 153-157.
105. Ilinsky Y.Y., Zakharov I.K. Genetic correlation between types of mtdna of Drosophila melanogaster and genotypes of its primary endosymbiont, Wolbachia. II Drosophila Inform. Serv. 2006a. V. P. 89-91.
106. Ilinsky Y.Y., Zakharov I.K. Wolbachia in populations of Drosophila melanogaster II Drosophila Inform. Serv. 2006b. V. P. 91-92.
107. Iturbe-Ormaetxe I., Burke G.R., Riegler M., O'Neill S.L. Distribution, expression, and motif variability of ankyrin domain genes in Wolbachia pipientis II J. Bacteriol. 2005. V. 187. P. 5136-5145.
108. James A.C., Ballard J.W. Expression of cytoplasmic incompatibility in Drosophila simulans and its impact on infection frequencies and distribution of Wolbachia pipientis II Evolution Internat. J. Org. Evolution. 2000. V. 54. P. 16611672.
109. Jamnongluk W., Kittayapong P., Baisley K.J., O'Neill S.L. Wolbachia infection and expression of cytoplasmic incompatibility in Armigeres subalbatus (Diptera: Culicidae) II J. Med. Entomol. 2000. V. 37. P. 53-57.
110. Jiggins F.M., Bentley J.K., Majerus M.E., Hurst G.D. How many species are infected with Wolbachia? Cryptic sex ratio distorters revealed to be common by intensive sampling // Proc. Biol. Sci. 2001a. V. 268. P. 1123-1126.
111. Jiggins F.M., Bentley J.K., Majerus M.E., Hurst G.D. Recent changes in phenotype and patterns of host specialization in Wolbachia bacteria // Mol. Ecol. 2002a. V. 11. P. 1275-1283.
112. Jiggins F.M., Hurst G.D. The evolution of parasite recognition genes in the innate immune system: Purifying selection on Drosophila melanogaster peptidoglycan recognition proteins // J. Mol. Evol. 2003. V. 57. P. 598-605.
113. Jiggins F.M., Hurst G.D., Majerus M.E. Sex-ratio-distorting Wolbachia causes sex-role reversal in its butterfly host // Proc. Biol. Sci. 2000a. V. 267. P. 69-73.
114. Jiggins F.M., Hurst G.D., Schulenburg J.H., Majerus M.E. Two male-killing Wolbachia strains coexist within a population of the butterfly Acraea encedon //Heredity. 2001b. V. 86. P. 161-166.
115. Jiggins F.M., Hurst G.D., Yang Z. Host-symbiont conflicts: Positive selection on an outer membrane protein of parasitic but not mutualistic rickettsiaceae // Mol. Biol. Evol. 2002b. V. 19. P. 1341-1349.
116. Jiggins F.M., Hurst G.D.D., Dolman C.E., Majerus M.E.N. High-prevalence male-killing Wolbachia in the buttery, Acraea encedana II J. Evol. Biol. 2000b. V. 13. P. 495-501.
117. Jiggins F.M., Hurst G.D.D., Majerus M.E.N. Sex ratio distortion in Acraea encedon (Lepidoptera: Nymphalidae) is caused by a male killing bacterium //Heredity. 1998. V. 81. P. 87-91.
118. Jiggins F.M., von Der Schulenburg J.H., Hurst G.D., Majerus M.E. Recombination confounds interpretations of Wolbachia evolution // Proc. Biol. Sci. 2001c. V. 268. P. 1423-1427.
119. Johanowicz D., Hoy M. Wolbachia infection dynamics in experimental laboratory populations of Metaseiulus occidetalis II Entomol. Exp. Appl. 1999. V. 93. P. 321-327.
120. Kageyama D., Nishimura G., Hoshizaki S., Ishikawa Y. Feminizing Wolbachia in an insect, Ostrinia furnacalis (Lepidoptera: Crambidae) // Heredity. 2002. V. 88. P. 444-449.
121. Kageyama D., Nishimura G., Hoshizaki S., Ishikawa Y. Two kinds of sex ratio distorters in a moth, Ostrinia scapulalis II Genome. 2003a. V. 46. P. 974982.
122. Kageyama D., Ohno S., Hoshizaki S., Ishikawa Y. Sexual mosaics induced by tetracycline treatment in the Wolbachia-infected adzuki bean borer, Ostrinia scapulalis II Genome. 2003b. V. 46. P. 983-989.
123. Kambhampati S., Rai K.S., Verleye D.M. Frequencies of mitochondrial DNA haplotypes in laboratory cage populations of the mosquito, Aedes albopictus II Genetics. 1992. V. 132. P. 205-209.
124. Kidwell M.G. Evolution of hybrid dysgenesis determinants in Drosophila melanogaster И Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1983a. V. 80. P. 16551659.
125. Kidwell M.G. Hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster: Factors affecting chromosomal contamination in the P-M system // Genetics. 1983b. V. 104. P. 317-341.
126. Kidwell M.G. Hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster. Nature and inheritance of P element regulation // Genetics. 1985. V. 111. P. 337-350.
127. Kidwell M.G., Kidwell J.F., Sved J.A. Hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster. A syndrome of aberrant traits including mutation, sterility and male recombination// Genetics. 1977. V. 86. P. 813-833.
128. King R. Ovarian Development in Drosophila melanogaster. New York, London: Academic Press. 1970.
129. King R., Mills R. Oogenesis in adult Drosophila melanogaster. XI. Studies of some organelles of the nutrient stream in egg chambers of Drosophila melanogaster and Drosophila willistoni // Growth. 1962. V. 21. P. 235-253.
130. Kittayapong P., Baisley K.J., Baimai V., O'Neill S.L. Distribution and diversity of Wolbachia infections in southeast asian mosquitoes (Diptera: Culicidae) II J. Med. Entomol. 2000. V. 37. P. 340-345.
131. Kittayapong P., Mongkalangoon P., Baimai V., O'Neill S.L. Host age effect and expression of cytoplasmic incompatibility in field populations of PFo/6tfc/zzfl-superinfected Aedes albopictus II Heredity. 2002. V. 88. P. 270-274.
132. Kondo N., Nikoh N., Ijichi N., Shimada M., Fukatsu T. Genome fragment of Wolbachia endosymbiont transferred to X chromosome of host insect // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. V. 99. P. 14280-14285.
133. Kose H., Karr T.L. Organization of Wolbachia pipientis in the Drosophila fertilized egg and embryo revealed by an anti-Wolbachia monoclonal antibody //Mech. Dev. 1995. V. 51. P. 275-288.
134. Lachaise D., Harry M., Solignac M., Lemeunier F., Benassi V., Cariou M.L. Evolutionary novelties in islands: Drosophila santomea, a new melanogaster sister species from saotome // Proc. Biol. Sci. 2000. V. 267. P. 1487-1495.
135. Laven H. Crossing experiments with Culex strains // Evolution. 1951. V. 5. P. 370-375.
136. Laven H., Speciation and evolution in Culex pipiens. / In Genetics of Insect Vectors of Disease. Elsevier, North Holland 1959a.
137. Laven H. Speciation by citoplasmic isolation in the Culex pipiens complex // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 1959b. V. 24. P. 166-173.
138. Legrand J., Legrand-Hamelin E., Juchault P. Sex determination in Crustacea//Biol. Rev. 1987. V. 62. P. 439-470.
139. Leu S., Li J., Hciao T. Characterisation of Wolbachia postica the cause of reproductive incompatibility among alfalfa weevil strains // J. Invertebr. Pathol. 1989. V. 54. P. 248-259.
140. Lewis D.L., Farr C.L., Kaguni L.S. Drosophila melanogaster mitochondrial DNA: Completion of the nucleotide sequence and evolutionary comparisons // Insect Mol. Biol. 1995. V. 4. P. 263-278.
141. Lindsley D.L., Grell E.H. Genetic variation of Drosophila melanogaster. Carnegie Institution of Washington publication. 1968. P. 472.
142. Lo N., Bandi C., Watanabe H., Nalepa C., Beninati T. Evidence for cocladogenesis between diverse Dictyopteran lineages and their intracellular endosymbionts // Mol. Biol. Evol. 2003. V. 20. P. 907-913.
143. Lo N., Casiraghi M., Salati E., Bazzocchi C., Bandi C. How many Wolbachia supergroups exist? // Mol. Biol. Evol. 2002. V. 19. P. 341-346.
144. Lo N., Evans T.A. Phylogenetic diversity of the intracellular symbiont Wolbachia in termites // Mol. Phylogenet. Evol. 2007. V. 44. P. 461-466.
145. Lo N., Paraskevopoulos C., Bourtzis K., O'Neill S.L., Werren J.H., Bordenstein S.R., Bandi C. Taxonomic status of the intracellular bacterium Wolbachia pipientis II Internat. J. Syst. Evol. Microbiol. 2007. V. 57. P. 654-657.
146. Marcad I.I., Souty-Grosset C., Bouchon D., Rigaud Т., Raimond R. Mitochondrial DNA variability and Wolbachia infection in two sibling woodlice species. //Heredity. 1999. V. 83. P. 71-78.
147. Masui S., Kamoda S., Sasaki Т., Ishikawa H. Distribution and evolution of bacteriophage WO in Wolbachia, the endosymbiont causing sexual alterations in Arthropods // J. Mol. Evol. 2000. V. 51. P. 491-497.
148. Masui S., Kuroiwa H., Sasaki Т., Inui M., Kuroiwa Т., Ishikawa H. Bacteriophage WO and virus-like particles in Wolbachia, an endosymbiont of Arthropods // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2001. V. 283. P. 1099-1104.
149. McGraw E.A., Merritt D.J., Droller J.N., O'Neill S.L. Wolbachia-mediated sperm modification is dependent on the host genotype in Drosophila II Proc. Biol. Sci. 2001. V. 268. P. 2565-2570.
150. McGraw E.A., Merritt D.J., Droller J.N., O'Neill S.L. Wolbachia density and virulence attenuation after transfer into a novel host // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. V. 99. P. 2918-2923.
151. Mercot H., Charlat S. Wolbachia infections in Drosophila melanogaster and D. simulans: Polymorphism and levels of cytoplasmic incompatibility// Genetica. 2004. V. 120. P. 51-59.
152. Mercot H., Llorente В., Jacques M., Atlan A., Montchamp-Moreau C. Variability within the Seychelles cytoplasmic incompatibility system in Drosophila simulans II Gqnetics. 1995. V. 141. P. 1015-1023.
153. Mercot H., Poinsot D. .And discovered on mount Kilimanjaro // Nature. 1998. V. 391. P. 853.
154. Miller W.J., Riegler M. Evolutionary dynamics of wAu-like Wolbachia variants in neotropical Drosophila spp. // Appl. Environ. Microbiol. 2006. V. 72. P. 826-835.
155. Min K.T., Benzer S. Wolbachia, normally a symbiont of Drosophila, can be virulent, causing degeneration and early death // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. V. 94. P. 10792-10796.
156. Minamori S., Morihira K. Multiple mating in females of Drosophila melanogaster II J. Sci. Hiroshima Univ. Ser. B. 1969. V. 1. P. 22.
157. Minamori S., Saito Y. Local and seasonal variation of lethal frequencies in natural population of Drosophila melanogaster II Japaneese J. Genetics. 1964. V. 38. P. 290-304.
158. Montchamp-Moreau C., Ferveur J.F., Jacques M. Geographic distribution and inheritance of three cytoplasmic incompatibility types in Drosophila simulans II Genetics. 1991. V. 129. P. 399-407.
159. Nigro L. The effect of heteroplasmy on cytoplasmic incompatibility in transplasmic lines of Drosophila simulans showing a complete replacement of the mitochondrial DNA // Heredity. 1991. V. 66 ( Pt 1). P. 41-45.
160. Noda H. Cytoplasmic incompatibility in allopatric field populations of the small brown planthopper of Laodelphax striatellus, in Japan // Entamol. Exp. Appl. 1984. V. 35. P. 263-267.
161. Noda H. Further studies on cytoplasmic incompatibility in local populations of Laodelphax striatellus in Japan (Homoptera: Delphacidae) // Appl. Entomol. Zool. 1987. V. 22. P. 443-448.
162. Noda H., Koizumi Y., Zhang Q., Deng K. Infection density of Wolbachia and incompatibility level in two planthopper species, Laodelphaxstriatellus and Sogatella furcifera II Insect. Biochem. Mol. Biol. 2001. V. 31. P. 727-737.
163. Nylander J.A.A. Mraic.Pl. Evolutionary Biology Centre, Uppsala University. 2004
164. O'Neill S.L., Giordano R., Colbert A.M., Karr T.L., Robertson H.M. 16SrRNA phylogenetic analysis of the bacterial endosymbionts associated with cytoplasmic incompatibility in insects // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. V. 89. P. 2699-2702.
165. O'Neill S.L., Karr T.L. Bidirectional incompatibility between conspecific populations of Drosophila simulans II Nature. 1990. V. 348. P. 178180.
166. O'Neill S. Cytoplasmic symbionts in Tribolim confusum II J. Invertebr. Pathol. 1989. V. 53. P. 132-113.
167. O'Neill S., Hoffmann A., Werren J. Influential Passengers: Inherited Microorganisms and Athropod Reproduction. New York: Oxford University Press. 1997.
168. Paraskevopoulos C., Bordenstein S.R., Wernegreen J.J., Werren J.H., Bourtzis K. Toward a Wolbachia multilocus sequence typing system: Discrimination of Wolbachia strains present in Drosophila species // Curr. Microbiol. 2006. V. 53. P. 388-395.
169. Perrot-Minnot M.J., Guo L.R., Werren J.H. Single and double infections with Wolbachia in the parasitic wasp Nasonia vitripennis: Effects on compatibility// Genetics. 1996. V. 143. P. 961-972.
170. Poinsot D., Bourtzis K., Markakis G., Savakis C., Mercot H. Wolbachia transfer from Drosophila melanogaster into D. simulans: Host effectand cytoplasmic incompatibility relationships // Genetics. 1998. V. 150. P. 227237.
171. Poinsot D., Charlat S., Mercot H. On the mechanism of Wolbachia-induced cytoplasmic incompatibility: Confronting the models with the facts // Bioessays. 2003. V. 25. P. 259-265.
172. Poinsot D., Mercot H. Wolbachia infection in Drosophila simulans: Does the female host bear a psysiological cost? // Evolution. 1997. V. 80. P. 180186.
173. Poinsot D., Montchamp-Moreau C., Mercot H. Wolbachia segregation rate in Drosophila simulans naturally bi-infected cytoplasmic lineages // Heredity. 2000. V. 85. P. 191-198.
174. Raimond R., Marcade I., Bouchon D., Rigaud Т., Bossy J.P., Souty-Grosset C. Organization of the large mitochondrial genome in the Isopod Armadillidium vulgare H Genetics. 1999. V. 151. P. 203-210.
175. Rand D.M., Dorfsman M., Kann L.M. Neutral and non-neutral evolution of Drosophila mitochondrial DNA// Genetics. 1994. V. 138. P. 741-756.
176. Rand D.M., Kann L.M. Excess amino acid polymorphism in mitochondrial DNA: Contrasts among genes from drosophila, mice, and humans // Mol. Biol. Evol. 1996. V. 13. P. 735-748.
177. Randerson J.P., Jiggins F.M., Hurst L.D. Male killing can select for male mate choice: A novel solution to the paradox of the lek // Proc. Biol. Sci. 2000. V. 267. P. 867-874.
178. Rasgon J.L., Scott T.W. Wolbachia and cytoplasmic incompatibility in the California Culex pipiens mosquito species complex: Parameter estimates and infection dynamics in natural populations // Genetics. 2003. V. 165. P. 2029-2038.
179. Rasgon J.L., Styer L.M., Scott T.W. Wolbachia-induced mortality as a mechanism to modulate pathogen transmission by vector Arthropods // J. Med. Entomol. 2003. V. 40. P. 125-132.
180. Reynolds K.T., Hoffmann A.A. Male age, host effects and the weak expression or non-expression of cytoplasmic incompatibility in Drosophila strains infected by maternally transmitted Wolbachia II Genet. Res. 2002. V. 80. P. 79-87.
181. Reynolds K.T., Thomson L.J., Hoffmann A.A. The effects of host age, host nuclear background and temperature on phenotypic effects of the virulent Wolbachia strain popcorn in Drosophila melanogaster II Genetics. 2003. V. 164. P. 1027-1034.
182. Riegler M., Sidhu M., Miller W.J., O'Neill S.L. Evidence for a global Wolbachia replacement in Drosophila melanogaster II Curr Biol. 2005. V. 15. P. 1428-1433.
183. Rigaud Т., Antoine D., Marcade I., Juchault P. The effect of temperature on sex ratio in the Isopod Porcellionides pruinosus: Environmental sex determination or by-product of cytoplasmic sex determination // Evol. Ecol. 1997. V. 11. P. 205-215.
184. Rigaud Т., Bouchon D., Souty-Grosset C., Raimond R. Mitochondrial DNA polymorphism, sex ratio distorters and population genetics in the Isopod Armadillidium vulgare II Genetics. 1999. V. 152. P. 1669-1677.
185. Rigaud Т., Souty-Grosset C., Raimond R, Mocquard J., Juchault P. Feminizing endocytobiosis in the terrestrial crustacean Armadillium vulgare latr. (Isopoda): recent acquisitions // Endocytobiosis Cell Res. 1991. V. 7. P. 259-273.
186. Rokas A., Atkinson R.J., Brown G.S., West S.A., Stone G.N. Understanding patterns of genetic diversity in the oak gallwasp Biorhiza pallida'. Demographic history or a Wolbachia selective sweep? I I Heredity. 2001. V. 87. P. 294-304.
187. Rousset F., Solignac M. Evolution of single and double Wolbachia symbioses during speciation in the Drosophila simulans complex // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995. V. 92. P. 6389-6393.
188. Rousset F., Vautrin D., Solignac M. Molecular identification of Wolbachia, the agent of cytoplasmic incompatibility in Drosophila simulans, andvariability in relation with host mitochondrial types // Proc. Biol. Sci. 1992. V. 247. P. 163-168.
189. Rowley S.M., Raven R.J., McGraw E.A. Wolbachia pipientis in Australian spiders // Curr. Microbiol. 2004. V. 49. P. 208-214.
190. Sasaki Т., Ishikawa H. Production of essential amino-acids from glutamate by mycetocyte symbionts of the pea aphid, Acyrthosiphon pisum. II J. Insect. Physiology. 1995. V. 41. P. 41-46.
191. Schlotterer C., Neumeier H., Sousa C., Nolte V. Highly structured Asian Drosophila melanogaster populations: A new tool for hitchhiking mapping? // Genetics. 2006. V. 172. P. 287-292.
192. Schmidt H.A., Strimmer K., Vingron M., von Haeseler A. Tree-puzzle: Maximum likelihood phylogenetic analysis using quartets and parallel computing//Bioinformatics. 2002. V. 18. P. 502-504.
193. Schneider A., Ebert D. Covariation of mitochondrial genome size with gene lengths: Evidence for gene length reduction during mitochondrial evolution // J. Mol. Evol. 2004. V. 59. P. 90-96.
194. Schoenmaker A., Vandenbosch F., Stouthamer R. Symbiotic bacteria in parasitoid populations-coexistence of Wolbachia-infected and uninfected Trichogramma И Oikos. 1998. V. 81. P. 587-597.
195. Shoemaker D.D., Dyer K.A., Ahrens M., McAbee K., Jaenike J. Decreased diversity but increased substitution rate in host mtDNA as a consequence of Wolbachia endosymbiont infection // Genetics. 2004. V. 168. P. 2049-2058.
196. Shoemaker D.D., Katju V., Jaenike J. Wolbachia and the evolution of reproductive isolation between Drosophila recens and Drosophila subquinaria II Evolution. 1999. V. 53. P. 1157-1164.
197. Shoemaker D.D., Keller G., Ross K.G. Effects of Wolbachia on mtDNA variation in two fire ant species // Mol Ecol. 2003. V. 12. P. 1757-1771.
198. Sinkins S.P., Braig H.R., O'Neill S.L. Wolbachia pipientis: Bacterial density and unidirectional cytoplasmic incompatibility between infected populations of Aedes albopictus II Exp. Parasitol. 1995a. V. 81. P. 284-291.
199. Sinkins S.P., Braig H.R., O'Neill S.L. Wolbachia superinfections and the expression of cytoplasmic incompatibility // Proc. Biol. Sci. 1995b. V. 261. P. 325-330.
200. Snook R.R., Cleland S.Y., Wolfner M.F., Karr T.L. Offsetting effects of Wolbachia infection and heat shock on sperm production in Drosophila simulans: Analyses of fecundity, fertility and accessory gland proteins // Genetics. 2000. V. 155. P. 167-178.
201. Solignac M., Vautrin D., Rousset F. Widespread occurrence of the proteobacteria Wolbachia and partial cytoplasmic incompatibility in Drosophila melanogaster II C. R. Acad. Sci. Paris. 1994. V. 317. P. 461-470.
202. Starr D.J., Cline T.W. A host parasite interaction rescues Drosophila oogenesis defects //Nature. 2002. V. 418. P. 76-79.
203. Stouthamer R., Breeuwert J.A., Luck R.F., Werren J.H. Molecular identification of microorganisms associated with parthenogenesis // Nature. 1993. V. 361. P. 66-68.
204. Stouthamer R., Luck R.F., Hamilton W.D. Antibiotics cause parthenogenetic trichogramma (Hymenoptera / Trichogrammatidae) to revert to sex // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990a. V. 87. P. 2424-2427.
205. Stouthamer R., Luko S., Мак F. Influence of parthenogenesis Wolbachia on host fitness //Norwegian J. Agric. Sci. 1994. V. 16. P. 117-122.
206. Stouthamer R., Pinto J.D., Platner G.R., Luck R.F. Taxonomic status of thelytokous forms of Trichogramma II Ann. Entomol. Soc. Am. 1990b. V. 83. P. 475-481.
207. Stouthamer R., Werren J.H. Microorganisms associated with parthenogenesis in wasps of the genus Trichogramma II J. Invertebrate Pathol. 1993. V. 61. P. 6-9.
208. Stromnaess О., Kvelland J. Sexual activity of Drosophila melanogaster males // Hereditas. 1962. V. 48. P. 342-470.
209. Sun L.V., Foster J.M., Tzertzinis G., Ono M., Bandi C., Slatko B.E., O'Neill S.L. Determination of Wolbachia genome size by pulsed-field gel electrophoresis // J. Bacterid. 2001. V. 183. P. 2219-2225.
210. Sun L.V., Riegler M., O'Neill S.L. Development of a physical and genetic map of the virulent Wolbachia strain wMelPop // J. Bacteriol. 2003. V. 185. P. 7077-7084.
211. Szollozi A., Debec A. Presence of rickettsias in haploid Drosophila melanogaster cell lines // Biol. Cell. 1980. V. 38. P. 129-134.
212. Tram U., Ferree P.M., Sullivan W. Identification of Wolbachia-host interacting factors through cytological analysis // Microbes Infect. 2003. V. 5. P. 999-1011.
213. Tram U., Sullivan W. Role of delayed nuclear envelope breakdown and mitosis in Wolbachia-induced cytoplasmic incompatibility // Science. 2002. V. 296. P. 1124-1126.
214. Turelli M. Evolution of incompatibility-inducing microbe their hosts. // Evolution. 1994. V. 48. P. 1500-1513.
215. Turelli M., Hoffmann A.A. Rapid spread of an inherited incompatibility factor in California Drosophila II Nature. 1991. V. 353. P. 440442.
216. Turelli M., Hoffmann A.A. Cytoplasmic incompatibility in Drosophila simulans: Dynamics and parameter estimates from natural populations //Genetics. 1995. V. 140. P. 1319-1338.
217. Turelli M., Hoffmann A.A., McKechnie S.W. Dynamics of cytoplasmic incompatibility and mtDNA variation in natural Drosophila simulans populations// Genetics. 1992. V. 132. P. 713-723.
218. Ullmann S. Epsilon granules in Drosophila pole cells and oocytes // J. Embriol. Exp. Morphol. 1965. V. 13. P. 73-91.
219. Vandekerckhove T.T.M., Watteyne S., Bocksoen L., Swing J.G., Mertens J., Gillis M. (2000b) The first international Wolbachia conference. International Symbiosis Society. Boston.
220. Vavre F., Fleury F., Varaldi J., Fouillet P., Bouletreau M. Evidence for female mortality in Жо/^ас/гш-mediated cytoplasmic incompatibility in haplodiploid insects, epidemiologic and evolutionary consequences // Evolution. 2000. V. 54. P. 191.
221. Vavre F., Girin C., Bouletreau M. Phylogenetic status of a fecundity-enhancing Wolbachia that does not induce thelytoky in Trichogramma II Insect. Mol. Biol. 1999. V. 8. P. 67-72.
222. Veneti Z., Clark M.E., Zabalou S., Karr T.L., Savakis C., Bourtzis K. Cytoplasmic incompatibility and sperm cyst infection in different Drosophila-Wolbachia associations II Genetics. 2003. V. 164. P. 545-552.
223. Wade M.J., Stevens L. Microorganism mediated reproductive isolation in flour beetles (genus Tribolium) // Science. 1985. V. 227. P. 527-528.
224. Weeks A.R., Turelli M., Harcombe W.R., Reynolds K.T., Hoffmann A.A. From parasite to mutualist: Rapid evolution of Wolbachia in natural populations of Drosophila II PLoS Biol. 2007. V. 5. P. el 14.
225. Weisburg W.G., Dobson M.E., Samuel J.E., Dasch G.A., Mallavia L.P., Baca O., Mandelco L., Sechrest J.E., Weiss E., Woese C.R. Phylogenetic diversity of the rickettsiae // J. Bacterid. 1989. V. 171. P. 4202-4206.
226. Werren J., Guo G., Windsor D. Distribution of Wolbachia in neotropical Artropods. // Proceeding of Royal Society London. Ser. Biol. Sci. 1995a. V. 262. P. 147-204.
227. Werren J.H. Biology of Wolbachia II Annu. Rev. Entomol. 1997a. V. 42. P. 587-609.
228. Werren J.H. Wolbachia run amok // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997b. V. 94. P. 11154-11155.
229. Werren J.H., Zhang W., Guo L.R. Evolution and phylogeny of Wolbachia: Reproductive parasites of Arthropods // Proc. Biol. Sci. 1995b. V. 261. P. 55-63.
230. Yamada R., Floate K.D., Riegler M., O'Neill S L. Male development time influences the strength of Wolbachia-mduced cytoplasmic incompatibility expression in Drosophila melanogaster II Genetics. 2007. V. P.
231. Yanders A., Brawen J., Peackock W., Goodchild D. Meiotic drive and visible polarity in Drosophila spermatocytes. // Genetics. 1968. V. 59. P. 245-253.
232. Yen J.H., Barr A.R. New hypothesis of the cause of cytoplasmic incompatibility in Culex pipiens II Nature. 1971. V. 232. P. 657-658.
233. Zchori-Fein E., Borad C., Harari A. Oogenesis in the date stone beetle, Coccotrypes dactylipedra, depends on symbiotic bacteris // Physiol. Entamol. 2006. V. 31. P. 164-169.
234. Zhou W., Rousset F., O'Neil S. Phylogeny and pcr-based classification of Wolbachia strains using wsp gene sequences // Proc. Biol. Sci. 1998. V. 265. P. 509-515.
-
Илинский, Юрий Юрьевич
-
кандидата биологических наук
-
Новосибирск, 2008
-
ВАК 03.00.15
- Динамика инфицированности природных и экспериментальных популяций Drosophila melanogaster разными генотипами эндосимбионта Wolbachia
- Генетический полиморфизм мультилокусных маркеров и генных последовательностей ДНК в природных популяциях Drosophila melanogaster Северной Евразии
- Распределение бактерий Wolbachia патогенного штамма wMelPop в центральной нервной системе Drosophila Melanogaster и их влияние на продолжительность жизни хозяина при различных температурах
- Симбиотическая ассоциация Wolbachia-Drosophila melanogaster: ультраструктурная организация и взаимодействие в условиях стресса
- Структурная организация и распределение симбиотических бактерий в эмбрионах и клетках яичника дрозофил
