论文部分内容阅读
蝗虫属于一大类农业害虫,而关于蝗虫肠道菌群结构组成和群落多样性及功能菌的研究很少,且蝗虫食物的主要成分是纤维素、半纤维素,蝗虫食量大,具有开发成植物纤维素、半纤维素的消化生物反应器的潜能,可提高秸秆利用效率,变废为宝。本研究以花胫绿纹蝗Aiolopus tamulus(Fabricius,1789),亚洲小车蝗Oedaleus decorus asiaticus Bey-Bienko,1941,长翅素木蝗Shirakiacris shirakii(Bolívar,1914)为研究对象,采用16S rDNA基因文库构建的方法,对其成虫中、后肠内的微生物16S rDNA的V3-V4区进了高通量测序,研究了不同物种之间肠道微生物多样性异同,同时测定了3种蝗虫对纤维素、半纤维素的消化率并分离、鉴定了肠道中纤维素降解菌,主要研究结果如下:1.3种蝗虫的肠道微生物基因测序结果注释到的主要分类阶元隶属于7个门12个纲20个目42个科54个属。2.在门级水平,变形菌门Proteobacteria和厚壁菌门Firmicutes在3种蝗虫的肠道微生物群落中相对丰度都超过1%,均为优势菌门,放线菌门Actinobacteria、蓝细菌门Cyanobacteria、梭杆菌门Fusobacteria都微量存在于3种蝗虫肠道内,而拟杆菌门Bacteroidetes在长翅素木蝗肠道内未被检测到,软壁菌门Tenericutes仅在亚洲小车蝗肠道内测到。3.在属级水平,花胫绿纹蝗肠道微生物的优势属有3个:克雷伯氏菌属Klebsiella、肠球菌属Enterococcus、肠杆菌属Enterobacter,亚洲小车蝗肠道微生物的优势属有6个:克雷伯氏菌属Klebsiella、肠球菌属Enterococcus、泛菌属Pantoea、沃尔巴克氏体属Wolbachia、肠杆菌属Enterobacter、乳球菌属Lactococcus,长翅素木蝗肠道微生物的优势菌属则有3个:克雷伯氏菌属Klebsiella、乳球菌属Lactococcus、葡萄球菌属Staphylococcus。4.α多样性结果显示长翅素木蝗肠道微生物的物种丰富度相对最高,而花胫绿纹蝗肠道内微生物群落多样性相对最高;β多样性结果表明不同物种的蝗虫其肠道菌群结构不同,其中长翅素木蝗与花胫绿纹蝗肠道菌群结构差异较小,同时蝗虫标本采集时间差异也会导致同一物种蝗虫的肠道菌群结构发生改变。5.采用苔黑酚比色法和蒽酮比色法测定3种蝗虫成虫的粪便及麦苗中的纤维素半纤维素的含量并计算出蝗虫对纤维素和半纤维素的消化率,其中花胫绿纹蝗对纤维素的消化率为43.95%,对半纤维素的消化率为17.21%;长翅素木蝗对纤维素的消化率为44.12%,对半纤维素的消化率为47.65%;亚洲小车蝗对纤维素的消化率为38.01%,对半纤维的消化率为24.99%;3种蝗虫之间纤维素消化率差异不显著(P>0.05),长翅素木蝗的半纤维素消化率显著高于花胫绿纹蝗与亚洲小车蝗的半纤维素消化率(P<0.05),此外,通过对消化率与微生物之间相关性的分析发现克雷伯氏菌属Klebsiella、肠球菌属Enterococcus、乳球菌属Lactococcus都与纤维素的消化具有显著相关性。6.经以羧甲基纤维素钠为唯一碳源,从花胫绿纹蝗肠道内筛选出3株有纤维素降解能力的菌株,对其进行分离、纯化,并利用DNS法分别测定纤维素酶活进行复筛,结合形态学观察、生理生化鉴定及细菌16S rDNA分子生物学鉴定,表明株菌H-1,H-2,H-7为蜡样芽孢杆菌。7.从长翅素木蝗肠道内筛选出2株有纤维素降解能力的菌株,并利用DNS法分别测定纤维素酶活进行复筛,根据形态、生理生化特征及细菌16S rDNA分子生物学鉴定表明菌株S-3、S-5为蜡样芽孢杆菌。