Molecular and ultrastructural analysis of the symbionts of the leafhopper Henschia collina (Hemiptera, Cicadellidae: Deltocephalinae

Przedmiotem badań była analiza ultrastrukturalna i molekularna symbiontów piewika Henschia collina. Zaplanowane badania pozwoliły na określenie przynależności systematycznej symbiontów badanego gatunku oraz opisanie ich rozmieszczenia w ciele owada, a także sposobu transportu między pokoleniami. Przeprowadzone badania molekularne, histologiczne i ultrastrukturalne wykazały, że Henschia collina jest gospodarzem dla dwóch rodzajów symbiotycznych bakterii - Sulcia i Nasuia, zlokalizowanych w odrębnych bakteriocytach. Oba typy bakteriocytów ściśle do sobie przylegają tworząc struktury zwane bakteriomami. Centralną część bakteriomu zajmują bakteriocyty zawierające bakterie z rodzaju Nasuia, natomiast bakteriocyty wypełnione bakteriami Sulcia występują w części peryferycznej.Oba rodzaje symbiontów przekazywane są do następnego pokolenia na drodze transowarialnej, poprzez infekcję tylnego bieguna oocytu terminalnego. Pierwszym etapem infekcji jest znaczne zwiększenie rozmiarów otaczającej oocyt pojedynczej warstwy komórek folikularnych, następnie symbiotyczne bakterie zasiedlają przestrzeń pomiędzy komórkami folikularnymi, a oocytem gdzie tworzą tzw. „kulę symbiotyczną”.

Plant sap-sucking hemipterans are usually associated with symbiotic microorganisms which provide them with the essential nutrients lacking in their diet. The aim of this research was to study the systematic affinity of symbionts living in the leafhopper Henschia collina as well as their distribution and mode of inheritance.Molecular analyses based on 16S rDNA sequences of symbionts have indicated that H. collina is a host to two types of symbiotic microorganisms: bacteria Sulcia muellerii and bacteria Nasuia deltocephalinicola. Histological and ultrastructural studies have shown that symbionts are localized in separate bacteriocytes which closely adhere to each other and create huge organs called bacteriomes. Each bacteriome is composed of two well recognized zones. The central part of the bacteriome is occupied by the bacteriocytes filled with the bacteria Nasuia whereas the outer part is consists of bacteriocytes with the bacteria Sulcia. Both symbionts are transovarially (via female germ cells) transmitted from one generation to the next. At the beginning of the migration bacteria leave the bacteriocytes and infect the ovarioles. They enter to the perivitelline space through the cytoplasm of the follicular cells and gather in the deep invagination of the oolemma creating a “symbiont ball”.