草地贪夜蛾肠道微生物多样性及对宿主生长发育和营养代谢的影响

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草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda,已成为我国农业生产的一个重要害虫,寄主广泛,危害多种作物,造成重大经济损失。寄主植物是影响昆虫肠道微生物的一个重要因素,草地贪夜蛾肠道微生物关于这方面的研究极少。由于昆虫和肠道微生物之间相互作用,肠道微生物也会影响昆虫的生长发育。因此,本文利用16S r DNA和ITS高通量测序技术探究取食不同寄主的草地贪夜蛾肠道微生物多样性,同时饲喂抗生素改变肠道微生物群落结构,分析肠道微生物对宿主的生长以及血淋巴中营养物质含量的影响。为草地贪夜蛾对寄主适应性的研究以及肠道微生物对其生长发育等相关方面的研究提供理论基础。主要研究结果如下:1.取食不同寄主的草地贪夜蛾肠道微生物多样性分析对取食玉米、小麦和婆婆纳的草地贪夜蛾肠道微生物进行检测,结果表明,取食小麦的草地贪夜蛾肠道细菌群落的多样性最高,取食婆婆纳的草地贪夜蛾肠道真菌群落的多样性最高,取食婆婆纳的草地贪夜蛾肠道细菌和真菌群落的丰富度最高。在门水平上,取食玉米和小麦时,肠道优势细菌为厚壁菌门Firmicutes、放线菌门Actinobacteriota和变形菌门Proteobacteria,肠道优势真菌为子囊菌门Ascomycota和担子菌门Basidiomycota,取食婆婆纳时,肠道优势细菌为厚壁菌门和放线菌门,肠道优势真菌为子囊菌门。在属水平上,取食玉米、小麦和婆婆纳时,均是肠球菌属细菌丰度最高,而取食玉米、小麦和婆婆纳的草地贪夜蛾肠道内丰度最高的真菌分别为丝孢酵母属、酵母菌目未分类属和双足囊菌科未分类属。草地贪夜蛾肠道细菌和真菌功能预测,细菌功能主要参与宿主的新陈代谢过程,真菌功能主要与宿主的生理功能或基础代谢相关。2.抗生素筛选及浓度的确定采用药敏纸片法对12种不同的抗生素进行筛选,通过抑菌圈大小比较结果:草地贪夜蛾肠道菌对环丙沙星最敏感,抑菌圈直径最大。微量肉汤法测定环丙沙星对草地贪夜蛾肠道菌最小抑菌浓度为1μg/m L。3.抗生素对草地贪夜蛾肠道微生物群落结构的影响饲喂抗生素后,草地贪夜蛾肠道细菌优势菌丰度大幅下降,厚壁菌门丰度由75.43%下降至20.78%,肠球菌属丰度由70.86%下降至13.27%。并且发现细菌群落改变也影响真菌群落,肠道真菌中担子菌门丰度由57.70%上升至79.56%,子囊菌门丰度由41.45%下降至20.43%;在属水平,丝孢酵母属丰度上升,其余真菌丰度降低。基因功能预测发现与碳水化合物代谢途径有关的细菌丰度明显降低,与宿主体内多种酶和代谢通路相关的真菌丰度出现变化。4.肠道微生物群落结构改变对草地贪夜蛾生长发育及营养代谢影响肠道微生物群落结构改变后,草地贪夜蛾的幼虫期和蛹期延长,蛹重减轻。血淋巴中葡萄糖、白蛋白和甘油三酯含量均显著降低。
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