褐紋甘蔗象腸道菌群的結(jié)構(gòu)及其對(duì)宿主營(yíng)養(yǎng)分配的影響.pdf

1、褐紋甘蔗象Rhabdoscelus lineaticollis（Heller）（Coleoptera: Curculionidae）是近年來(lái)入侵我國(guó)的重要害蟲(chóng)，嚴(yán)重危害棕櫚科植物和甘蔗，能夠利用營(yíng)養(yǎng)貧瘠的寄主植物。本研究聚焦在其腸道微生物對(duì)褐紋甘蔗象營(yíng)養(yǎng)代謝的作用。首先，通過(guò)16SrRNA基因V4高變區(qū)高通量測(cè)序分析了不同蟲(chóng)態(tài)的腸道優(yōu)勢(shì)菌群及差異。其次，在現(xiàn)有條件下通過(guò)傳統(tǒng)方法結(jié)合分子生物學(xué)方法對(duì)可培養(yǎng)細(xì)菌進(jìn)行分離鑒定，為后續(xù)研究菌群對(duì)

2、宿主的功能驗(yàn)證提供菌株材料。最后利用復(fù)合抗生素溶液浸泡過(guò)的甘蔗喂食褐紋甘蔗象幼蟲(chóng)，通過(guò)檢測(cè)褐紋甘蔗象血淋巴中營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的變化并結(jié)合16SrRNA基因V4高變區(qū)測(cè)序得到的菌群結(jié)構(gòu)的變化，共同探討菌群結(jié)構(gòu)對(duì)褐紋甘蔗象營(yíng)養(yǎng)分配的作用。本研究的主要研究結(jié)果如下：
　　1.16S rDNA基因V4高變區(qū)高通量測(cè)序分析了不同蟲(chóng)態(tài)的腸道多樣性
　　本文通過(guò)16SrRNA基因V4高變區(qū)高通量測(cè)序揭示了幼蟲(chóng)、蛹、成蟲(chóng)的腸道優(yōu)勢(shì)菌群并分析了不同蟲(chóng)

3、態(tài)之間差異。結(jié)果表明變形菌門(mén)和厚壁菌門(mén)是褐紋甘蔗象三個(gè)蟲(chóng)態(tài)中的優(yōu)勢(shì)菌門(mén)。其中又以變形菌門(mén)的所占比例最高，各組中均占到70％以上，其次是厚壁菌門(mén)，各組中比例均高于22.5%。變形菌門(mén)中的γ-變形菌綱（Gammaproteobacteria）和厚壁菌門(mén)中的芽孢桿菌綱（Bacilli）在三個(gè)蟲(chóng)態(tài)的腸道菌群中占有主導(dǎo)地位，在三種蟲(chóng)態(tài)中占到78%以上。γ-變形菌綱中的腸桿菌目（Enterobacteriales）和芽孢菌綱中的乳桿菌目（Lacto

4、bacillales）在目水平上占有絕對(duì)地位。在科水平上，腸桿菌科（Enterobacteriaceae）依次為幼蟲(chóng)64.4%、蛹54.1%、成蟲(chóng)50.3%，鏈球菌科（Streptococcaceae）的豐度依次是幼蟲(chóng)13.7%、蛹9.6%、成蟲(chóng)5.0%。而成蟲(chóng)的腸球菌科（Enterococcaceae）高達(dá)16%，幼蟲(chóng)和蛹只有6.0%的水平。蛹的乳桿菌科分布比例為5.9%，幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)的比例卻低于0.5%，相差十倍。雌蟲(chóng)和雄蟲(chóng)在綱、目水

5、平上較一致。而在相對(duì)豐度較高的假單胞菌科（Pseudomonadaceae）中差別較大，在雄蟲(chóng)中為7.11%，在雌蟲(chóng)中僅為0.531%。通過(guò)對(duì)三個(gè)蟲(chóng)態(tài)α多樣性指數(shù)的分析，發(fā)現(xiàn)從成蟲(chóng)和蛹的多樣性指數(shù)高于幼蟲(chóng)。野外幼蟲(chóng)和室內(nèi)幼蟲(chóng)兩者的優(yōu)勢(shì)菌屬差別很大，野外幼蟲(chóng)中主要是乳球菌屬（Lactococcus）和腸球菌屬（Enterococcus），室內(nèi)幼蟲(chóng)主要是克雷伯氏菌屬（Klebsiella）、雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）、芽孢

6、桿菌屬（Bacillus）。說(shuō)明了寄主和環(huán)境的變化對(duì)腸道菌群的改變影響很大。
　　2.傳統(tǒng)方法結(jié)合16S rDNA分子生物學(xué)方法對(duì)可培養(yǎng)細(xì)菌的進(jìn)行分離鑒定
　　本章得到的10種細(xì)菌包括腸桿菌屬2株、檸檬酸桿菌屬2株、克雷伯氏菌屬2株、泛菌屬1株、腸球菌屬2株和乳球菌屬1株。分屬于腸桿菌科（Enterobacteriaceae）、腸球菌科（Enterococcaceae）和鏈球菌科（Streptococcaceae）。其中腸桿

7、菌科是腸道可培養(yǎng)細(xì)菌中一個(gè)大的分枝，并包含4個(gè)屬，隸屬于變形菌門(mén)大類(lèi)。統(tǒng)計(jì)菌株所占比例結(jié)果，說(shuō)明腸桿菌屬是可培養(yǎng)細(xì)菌中的優(yōu)勢(shì)菌屬。
　　3.菌群結(jié)構(gòu)變化對(duì)褐紋甘蔗象營(yíng)養(yǎng)分配的作用
　　本章通過(guò)復(fù)合抗生素溶液對(duì)褐紋甘蔗象的幼蟲(chóng)進(jìn)行喂食，發(fā)現(xiàn)對(duì)照組體重顯著高于抗生素組，抗生素組血淋巴中葡萄糖和甘油三酯的含量顯著高于對(duì)照組，而蛋白質(zhì)含量顯著低于對(duì)照組。在菌群結(jié)構(gòu)方面，變形菌門(mén)（Proteobacteria）和厚壁菌門(mén)（Firmic

8、utes）在抗生素組中的豐度為95.5%，在對(duì)照組中為94.8%。厚壁菌門(mén)細(xì)菌豐度從對(duì)照組的15.42%降低到抗生素組中的9.99%。相反，變形菌門(mén)細(xì)菌豐度略有升高。在綱和目的水平上，一些相對(duì)豐度低的菌群表現(xiàn)出了顯著的變化，芽孢桿菌目（Bacillales）、立克次氏體目（Rickettsiales）等。在科水平上，醋酸桿菌科（Acetobacteraceae）在對(duì)照組中的豐度為1.08%，在抗生素組中為0.188%；芽孢桿菌科（Bac

9、illaceae）也從對(duì)照組中的2.44%降低到抗生素組中的0.460%。在屬的水平上優(yōu)勢(shì)菌屬變化顯著，克雷伯氏菌屬（Klebsiella）從對(duì)照組的13.3%增加到抗生素組的54.9%；芽孢桿菌屬（Bacillus）在對(duì)照組為2.42%，而在抗生素組只有0.455%?？股卦谝欢ǔ潭壬嫌绊懙哪c道菌群的整體結(jié)構(gòu)，盡管變形菌門(mén)和厚壁菌門(mén)在不同處理中依舊是優(yōu)勢(shì)菌門(mén)，但是抗生素組和對(duì)照組傾向于兩種菌群結(jié)構(gòu)，抗生素組腸道菌群結(jié)構(gòu)傾向于變形菌門(mén)增