Rapid divergence in independent aspects of the compatibility phenotype in the Spiroplasma/Drosophila interaction
Rapid divergence in independent aspects of the compatibility phenotype in the Spiroplasma/Drosophila interaction
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螺原体/果蝇相互作用中相容性表型的独立方面的快速分歧
DOI：
10.1101/2021.02.03.429608
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Griffin J
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Griffin J
可遗传共生体是节肢动物宿主生物学、生态学和进化的重要组成部分。特定的微生物类群在节肢动物中变得普遍，因为它们能够在新的宿主物种中建立。为了发生宿主转移，共生体必须暴露于新的宿主，然后兼容：它必须不会引起过度的病理，必须具有良好的垂直传播，并且必须具有能够传播的驱动表型。在这里，我们调查的不稳定性兼容共生螺原体。本研究采用转感染的方法，在拟果蝇（Drosophila simulans）和黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）这两种近缘的新宿主中建立了保护性的海德果蝇螺原体共生体。螺原体在两个物种中具有相反的相容性，在黑腹果蝇中表现出病理和低垂直传播，但提供对黄蜂攻击的保护，而在模拟果蝇中无症状且传播效率高，但保护性较低。进一步的研究表明，病理相互作用发生在黑腹物种组的其他两个成员，如D。simulans是不寻常的，能够携带共生体没有损坏。共生体与这些密切相关的宿主物种的不同相容性强调了宿主-共生体相容性进化的快速性，尽管相容性本身不受直接选择的影响。此外，要求适合三个独立的兼容性组成部分（病理学，传播，保护）可能是一个主要的特点，限制主机的变化率，可能会影响到实用ofSpiroplasmain害虫和病媒控制。展望未来，兄弟物种对之间的变异提供了一个机会来确定可变兼容性背后的机制，这将推动关于兼容性变异的进化驱动因素的假设。
Heritable symbionts represent important components of the biology, ecology and evolution of their arthropod hosts. Particular microbial taxa have become common across arthropods as a consequence of their ability to establish in new host species. For a host shift to occur, the symbiont must be exposed to a novel host and then be compatible: it must not cause excess pathology, must have good vertical transmission and must possess a drive phenotype that enables spread. Here we investigate the lability of compatibility to symbiosis withSpiroplasma. We used transinfection to establish the protectiveSpiroplasmasymbiont fromDrosophila hydeiin two closely related novel hosts,Drosophila simulansandDrosophila melanogaster. TheSpiroplasmahad contrasting compatibility in the two species, exhibiting pathology and low vertical transmission but delivering protection from wasp attack inD. melanogasterbut being asymptomatic and transmitted with high efficiency but with lower protection inD. simulans. Further work indicated that pathological interactions occurred in two other members of the melanogaster species group, such thatD. simulanswas unusual in being able to carry the symbiont without damage. The differing compatibility of the symbiont with these closely related host species emphasizes the rapidity with which host–symbiont compatibility evolves, despite compatibility itself not being subject to direct selection. Further, the requirement to fit three independent components of compatibility (pathology, transmission, protection) is probably to be a major feature limiting the rate of host shifts that will likely impact on the utility ofSpiroplasmain pest and vector control. Moving forward, the variation between sibling species pairs provides an opportunity to identify the mechanisms behind variable compatibility, which will drive hypotheses as to the evolutionary drivers of compatibility variation.
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