小菜蛾是世界上危害十字花科植物最严重的迁飞害虫之一。肠道微生物在昆虫营养、生理和行为中起着重要的作用。前期研究肠道微生物多样性主要是基于16S rDNA的测序分析,但是该方法并不能区分肠道微生物中细菌的存活状态。细菌16S rc DNA可以衡量微生物的相对活性,有助于更好地了解微生物的状态和功能。为全面评价小菜蛾肠道微生物的组成和变化,特别是在不同生长发育过程以及不同生理状态下的活性微生物组成,本研究结合16S rDNA和16S rc DNA两个方面进行研究,以期解析小菜蛾在发育、取食、性别和交配中肠道微生物的多样性、动态变化、影响因素及其潜在功能,为后续基础研究和发展新的害虫治理策略奠定基础。具体研究结果如下:1、不同发育阶段小菜蛾肠道微生物多样性变形菌门Proteobacteria、厚壁菌门Firmicutes和放线菌门Actinobacteria是小菜蛾肠道微生物中的主要优势菌群,主要由变形菌门的肠杆菌目Enterobacteriales、假单胞菌目Pseudomonadales、伯克氏菌目Burkholderiales、根瘤菌目Rhizobiales和鞘氨醇菌目Sphingomonadales、厚壁菌门的乳杆菌目Lactobacillales以及放线菌门的放线菌目Actinomycetales组成。小菜蛾肠道微生物在物种组成上总体相对稳定,但物种丰度上却存在动态变化,其中卵、幼虫期、蛹期和成虫期均表现出明显的与发育相关联的种群特异性。卵物种组成结构相对简单,随着进入幼虫取食后肠道微生物多样性开始变得复杂,进入蛹后由于变态发育肠道微生物组成结构进一步简单,此时变形菌门的肠杆菌目成为绝对优势菌群,值得关注地是高龄幼虫和预蛹期肠道多样性接近,但随着蛹的发育,肠道微生物单一化,进入成虫阶段,物种结构重新恢复。这些结果表明随着小菜蛾的生长发育,其肠道微生物多样性会伴随着变化以适应相应的生理改变和功能需要。比较16S rDNA和16S rc DNA两种测序方法的结果发现,基于16S rc DNA测序的样品微生物组成更多样,活性物种分布更均匀。假单胞菌目、伯克氏菌目和放线菌目在16S rc DNA来源的样品中丰度更高,特别假单胞菌目在各个发育阶段中均是高丰度的活性微生物种群,表明这些菌群在生长发育过程中作为活性微生物菌群可能承担了更多的作用。相反地,乳杆菌目在基于16S rc DNA来源的样品中相对丰度较大程度地低于16S rDNA样品,提示乳杆菌目在实际代谢过程中可能并没有之前认为的那么重要。上述结果表明通过对16S rDNA和16S rc DNA的测序结果对比,能够很好的发现在小菜蛾肠道中真实活跃的菌群,为更好的进行功能研究提供方向。2、不同性别小菜蛾肠道微生物多样性分析不同性别的小菜蛾（4龄雌虫、4龄雄虫、雌蛹、雄蛹、雌性成虫、雄性成虫）肠道微生物多样性的差异发现,不同性别小菜蛾肠道微生物多样性之间存在差异,但不同发育阶段其变化模式不同,没有一致的规律,说明雌雄之间的差异还与其特定发育时期的生理状态有关。伯克氏菌目在未交配雄虫中相对丰度高于未交配雌虫;芽孢杆菌目Bacillales在未交配雌虫中相对丰度高于雄虫;红细菌目Rhodobacterales在交配后雌虫中相对丰度高于雄虫,提示这些菌群可能与不同性别小菜蛾的生理功能调控有关,也可能是由于不同性别的小菜蛾生理状态调控了这些微生物的多样性。此外,假单胞菌目、伯克氏菌目、根瘤菌目、红细菌目、芽孢杆菌目在基于16S rc DNA样品来源的小菜蛾雌雄个体中相对丰度都高于16S rDNA样品,这些菌群在后续研究小菜蛾雌雄差异时均是值得关注的对象。3、不同交配状态小菜蛾肠道微生物多样性数据分析结果表明交配会影响小菜蛾肠道微生物的多样性,不管是基于16S rDNA还是16S rc DNA的α-多样性分析均显示交配后肠道微生物多样性降低,且这个趋势在16S rDNA样品中更显著。有意思地是,伴随着交配后雌虫肠道微生物多样性的降低,交配后雌虫所产卵的菌群多样性也低于孤雌生殖雌虫所产的卵。在交配后,雌性小菜蛾成虫肠道红细菌目、副球菌属Paracoccus的相对丰度上升,雄虫肠道内雷尔氏菌属Ralstonia相对丰度下降。乳杆菌在交配后雌性成虫中相对丰度高于雄性。此外,假单胞菌目、伯克氏菌目、根瘤菌目和芽孢杆菌目在基于16S rc DNA测序的样品中相对丰度均更高,推测这些细菌在小菜蛾的生殖交配过程中也可能具有重要的生理功能。4、不同取食状态小菜蛾肠道微生物多样性在比较取食是否影响小菜蛾肠道微生物的研究中发现,取食后能够显著提高小菜蛾肠道微生物的多样性。1龄幼虫取食后肠道蓝细菌门Cyanobacteria和伯克氏菌目相对丰度显著升高;成虫取食后,假单胞菌目、伯克氏菌目和根瘤菌目相对丰度上升,而放线菌门Actinobacteria相对丰度降低,推测这些细菌可能在取食后的成虫中作为活性菌参与了食物的代谢过程。取食后肠道微生物多样性更丰富,提示食物不仅带来了微生物,同时也促进了微生物在小菜蛾肠道内的繁殖,进而可能影响小菜蛾的相关生理功能。综上所述,在不同生理和行为状态下的小菜蛾肠道微生物之间存在差异,16S rc DNA测序来源的菌群在目以下的分类水平中多样性更高,表明在活菌水平上有大量细菌参与了相关的生理代谢过程。本文从16S rDNA和16S rc DNA两个维度对小菜蛾肠道微生物进行调查,详细解析了不同龄期、取食、性别、交配等过程中肠道菌群的生物多样性和变化,展现了一个丰富多元的微生态环境,为后续基础研究和发展新的基于小菜蛾肠道微生物的害虫治理策略奠定基础。