【摘要】：稻縱卷葉螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenée)是一種危害水稻的重要遷飛害蟲,幼蟲縱卷并取食水稻葉片,影響植物光合作用,使水稻產(chǎn)量降低,造成嚴重的經(jīng)濟損失。昆蟲腸道中棲息著大量的微生物,在長期的進化過程中,與昆蟲形成了不可分割的共生關系,在食物消化、生長發(fā)育、免疫以及抵御病原物入侵等方面起著重要作用。目前,國內(nèi)外對稻縱卷葉螟的研究主要集中在生物學、生理學、生態(tài)學和化學防治等方面,在腸道微生物方面的研究較少。鑒于腸道微生物的功能,有必要對稻縱卷葉螟腸道微生物展開研究。本研究采用16S rDNA基因文庫技術和Illumina MiSeq測序技術分析了不同處理下的稻縱卷葉螟腸道微生物的菌群組成和多樣性,以期為進一步探討稻縱卷葉螟腸道微生物功能及其生物防治提供理論支持。主要研究結(jié)果如下:1稻縱卷葉螟不同發(fā)育階段的腸道細菌的多樣性為了明確稻縱卷葉螟不同發(fā)育階段,腸道菌群組成和多樣性,我們測定并分析了對卵、幼蟲、蛹和成蟲4個發(fā)育階段的稻縱卷葉螟腸道微生物。結(jié)果發(fā)現(xiàn),4個發(fā)育階段微生物共注釋獲得22個門,43個綱,82個目,142個科,204個屬,244個種。不同發(fā)育階段的腸道微生物豐富度和多樣性不同,其中,卵和1齡幼蟲的微生物多樣性較高,群落結(jié)構(gòu)復雜。在門水平,卵期優(yōu)勢菌為變形菌門Proteobacteria與擬桿菌門Bacteroidetes,其他發(fā)育階段的腸道優(yōu)勢菌為變形菌門與厚壁菌門Firmicutes。在屬水平,卵期的優(yōu)勢菌為類香味菌屬Myroides、Wautersiella、不動桿菌屬Acinetobacter、產(chǎn)堿菌屬Alcaligenes、假單胞菌屬Pseudomonas;1齡幼蟲的優(yōu)勢菌沃爾巴克氏體屬Wolbachia、不動桿菌屬;其余發(fā)育階段的腸道優(yōu)勢菌屬為腸球菌屬Enterococcus。稻縱卷葉螟卵期與1齡幼蟲期腸道微生物相似度較高,與其他發(fā)育階段相似度較低;2齡、3齡幼蟲與雌雄成蟲之間的腸道微生物相似度較高,4齡、5齡幼蟲以及雌雄蛹之間腸道微生物相似度較高。不同發(fā)育階段稻縱卷葉螟腸道菌群豐富度及多樣性有一定的差異性。本研究結(jié)果有助于進一步探尋影響外在因素對稻縱卷葉螟腸道菌群豐富度及多樣性的影響。2稻顯紋縱卷葉螟腸道微生物的多樣性為了明確稻縱卷葉螟近緣種稻顯紋縱卷葉螟Susumia exigua(Butler)腸道細菌的多樣性,測定了不同發(fā)育階段的稻顯紋縱卷葉螟的腸道細菌。分析發(fā)現(xiàn),稻顯紋縱卷葉螟腸道細菌共注釋獲得30個門,55個綱,62個目,127個科,269個屬,202個種。幼蟲期腸道細菌的物種豐富度較高,而卵期的細菌的多樣性較高。在組成上,門分類階元上,卵期的優(yōu)勢菌門為變形菌門、厚壁菌門和放線菌門Actinobacteria,幼蟲期的為變形菌門、厚壁菌門,蛹期的為變形菌門;在屬分類階元上,卵期的優(yōu)勢菌屬為不動桿菌屬、葡萄球菌屬Staphylococcus、鹽單胞菌屬Halomonas、腸球菌屬、腸桿菌屬Enterobacter,幼蟲期的優(yōu)勢菌屬為腸球菌屬、腸桿菌屬與不動桿菌屬,雌蛹的優(yōu)勢菌屬為不動桿菌屬、沙雷氏菌屬Serratia和寡養(yǎng)單胞菌屬,雄蛹的優(yōu)勢菌屬為不動桿菌屬、腸桿菌屬、寡養(yǎng)單胞菌屬和假單胞菌屬。稻顯紋縱卷葉螟不同發(fā)育階段的腸道細菌菌群中,幼蟲階段的腸道微生物組成和結(jié)構(gòu)較為相似,卵、蛹期的微生物組成和結(jié)構(gòu)相似。3不同地理種群的稻縱卷葉螟腸道微生物的多樣性為了明確地理種群對稻縱卷葉螟腸道細菌多樣性的影響,本研究測定了泰國、越南及我國南寧、長沙、杭州、樂山等6個地區(qū)的稻縱卷葉螟的腸道微生物。結(jié)果發(fā)現(xiàn),6個地區(qū)的稻縱卷葉螟腸道細菌共注釋了22個門,43個綱,52個目,96個科,172個屬,122個種。樂山種群的稻縱卷葉螟腸道微生物物種豐富度最高,多樣性最高,泰國種群的物種豐富度最低。在腸道微生物的組成上,泰國、越南、南寧、長沙、杭州的稻縱卷葉螟腸道菌群優(yōu)勢菌門均厚壁菌門,優(yōu)勢菌屬均為腸球菌屬;樂山種群的腸道菌群優(yōu)勢菌門為厚壁菌門、變形菌門,優(yōu)勢菌屬為腸球菌屬、Streptophyta。在腸道菌群結(jié)構(gòu)相似度上,泰國、越南、南寧、長沙、杭州的樣品的菌群組成與結(jié)構(gòu)相似度高,樂山樣品與其差異較大。不同地理種群腸道細菌的差異可能與當?shù)靥囟ǖ沫h(huán)境有關。本研究為進一步明確不同地理種群間的特性差異奠定了基礎。4取食不同食料的稻縱卷葉螟腸道微生物的多樣性為了明確食料對稻縱卷葉螟腸道菌群的影響,本研究對連續(xù)3代分別飼喂水稻和玉米的稻縱卷葉螟腸道微生物進行了檢測,結(jié)果共獲得17個門,35個綱,50個目,102個科,162個屬,110個種。取食水稻或玉米的稻縱卷葉螟腸道微生物種群豐富度和多樣性差異不大。在組成上,取食水稻或玉米的稻縱卷葉螟在門水平上的優(yōu)勢菌均為厚壁菌門與變形菌門,優(yōu)勢菌屬均為腸球菌屬。每一代中取食玉米或水稻的稻縱卷葉螟的腸道微生物之間共有的OTUs數(shù)量占比較大。取食水稻或玉米的稻縱卷葉螟腸道微生物中某些種類的豐度上有細微的差異。5抗生素處理的稻縱卷葉螟腸道及糞便中微生物的多樣性為了明確不同抗生素對稻縱卷葉螟腸道微生物的影響,分別對5種抗生素處理過的稻縱卷葉螟腸道及糞便中的微生物進行了測定,共注釋獲得9個門,15個綱,28個目,57個科,87個屬,51個種。四環(huán)素處理的稻縱卷葉螟腸道及糞便中微生物豐富度與多樣性較高。在門水平,抗生素處理的稻縱卷葉螟腸道與糞便中的微生物的優(yōu)勢菌為變形菌門、擬桿菌門與厚壁菌門,與對照組相比,利福平、鏈霉素、氯霉素、四環(huán)素以及氨芐青霉素能夠降低稻縱卷葉螟腸道中厚壁菌門的相對豐度。在屬水平,抗生素處理過的稻縱卷葉螟腸道菌群結(jié)構(gòu)復雜,且極大的降低了腸球菌屬細菌豐度,取食利福平與鏈霉素的稻縱卷葉螟糞便中微生物的組成與結(jié)構(gòu)改變較大。本研究有助于今后利用抗生素處理來開展相關菌群的功能性研究。
【圖文】：

稻縱卷葉螟不同發(fā)育階段的稀釋曲線、香農(nóng)曲線、Rank-abundance曲線
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S435.112.1

【參考文獻】

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本文編號：2569749