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蚂蚁是陆地生态系统中种类和数量最为丰富的动物类群,也是高度进化的社会性昆虫。大部分蚂蚁为杂食性,在觅食过程中既取食液体食物如花蜜、树木汁液以及同翅目昆虫的蜜露,又可采食固体食物如植物的种子、其他昆虫及小动物尸体。但由于蚂蚁口前腔特有的袋装结构—颊下囊(Infrabuccal pocket)可对固体食物和其它颗粒进行过滤,形成颗粒状小球稍后被从口前腔排出,因此只有液体食物才能进入觅食工蚁的食道并被暂时贮存于嗉囊中,然后通过反哺(交哺)方式将嗉囊中的食物分享给蚁巢内的其他工蚁、幼虫和蚁后,这种过滤机制保证了蚂蚁整个消化道的畅通。此外,前人的一些研究表明,颊下囊中存在一些微生物类群,但是对于这些微生物的分布规律和功能还缺乏深入广泛的研究。 为了揭示蚂蚁颊下囊中微生物的组成,探讨其可能在蚂蚁食物利用、免疫保护等方面发挥的潜在作用,本文比较分析了日本弓背蚁工蚁颊下囊中微生物(包括放线菌、细菌、真菌)的组成及多样性水平,并初步测定了其内放线菌的抑菌活性。主要结果如下: 1. 采用传统的微生物分离培养和序列分析相结合的方法进行了日本弓背蚁单个个体颊下囊中微生物的分离培养研究。结果表明:(1)从颊下囊中分离到10株放线菌,其中5株为链霉菌属Streptomyces,其平均分离频率达到73%~96.7%;分离到7株细菌,其中4株为芽孢杆菌Bacillus,菌株N-B1和N-B4分离频率均达70%以上;分离到3株真菌,其中菌株P-F1(拟威克酵母菌属Wickerhamiella)为优势类群,分离频率达96.7%;(2)与体表及消化道相比,颊下囊中分离到的微生物种类和数量最多,尤其是放线菌类群最为明显。 2. 基于 HiSeq 高通量测序的颊下囊中细菌组成及多样性研究结果表明:(1)颊下囊中的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria),嗉囊和中肠的优势菌门为变形菌门和厚壁菌门;(2)颊下囊中的优势属包括嗜果糖乳酸菌属 Fructobacillus、杆菌属 Bacterium、假单胞菌属 Pseudomonas、不动杆菌属Acinetobacter和鞘氨醇单胞菌属Sphingtomonas;(3)颊下囊和嗉囊中丰度较高的细菌类群明显高于中肠,中肠细菌组成相对较为简单。 3. 基于 HiSeq 高通量测序的颊下囊中真菌组成及多样性研究结果表明:(1)颊下囊的优势属是交链孢属 Alternaria和枝孢属 Cladosporium ,而中肠样品中赤霉菌属Gibberella 为优势属。除中肠外,其他所有样品与以上颊下囊样品中真菌种类分布规律相似;(2)在颊下囊、嗉囊和中肠中均检测到拟威克酵母菌属;(3)颊下囊中真菌的丰度和多样性水平均低于嗉囊和中肠。 4. 对从日本弓背蚁颊下囊中分离到的放线菌进行抑菌活性初步筛选,结果表明:(1)10株放线菌均表现出一定的抑菌活性,其中4株(G-A3链霉菌属、G-A5链霉菌属、G-A6束村氏菌属Tsukamurella、G-A7束村氏菌属)对全部的8种病原真菌表现出抑制活性;(2)10株放线菌菌株中有6株(G-A1链霉菌属、G-A2链霉菌属、G-A3、G-A5、G-A6、G-A7)对某种或某些病原真菌的抑菌率在40%以上,表现出较强的抑制活性。