不同寄主對麗蠅蛹集金小蜂細菌多樣性的影響.pdf

1、昆蟲是地球上數(shù)量最多的動物群體，它們的蹤跡幾乎遍布世界的每一個角落，對多種環(huán)境具有良好的適應能力。昆蟲的成功不僅得益于上億年進化出的特殊生理結構，還得益于其體內(nèi)共生菌的作用。昆蟲與共生菌的關系非常緊密，許多共生菌存在于昆蟲宿主的含菌組織中，與昆蟲宿主互利共生，共同進化。昆蟲共生菌則參與昆蟲宿主的多種生命過程，影響昆蟲寄主的生理功能，這些方面包括營養(yǎng)、免疫、繁殖、生存適合度等。
　　麗蠅蛹集金小蜂Nasonia vitripenni

2、s是一種完全變態(tài)發(fā)育的寄生蜂。它的寄主范圍很廣，對多種蠅類，包括麗蠅科(Calliphoridae)、麻蠅科(Sarcophagidae)、蠅科(Muscidae)等都具有良好的寄生作用。它的生長過程包括卵、幼蟲、蛹、成蟲四個時期，并且前三個時期都在蠅蛹體內(nèi)度過，生長發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質完全來自于蠅蛹，因此麗蠅蛹集金小蜂與蠅蛹有密切的營養(yǎng)關系。
　　外界環(huán)境對昆蟲體內(nèi)細菌多樣性影響的研究已經(jīng)有很多報道，然而在具有內(nèi)寄生關系的昆蟲中

3、，寄主昆蟲和寄生昆蟲體內(nèi)細菌多樣性的研究還未被報道，寄主昆蟲對寄生昆蟲體內(nèi)細菌多樣性是否有影響，有怎樣的影響？為了研究這個問題，在本實驗中，我們用麗蠅蛹集金小蜂 Nasonia vitripennis作為寄生昆蟲，用三種不同蠅蛹（麻蠅Sarcophaga marshalli、家蠅Musca domestica、麗蠅Lucilia sericata）作為麗蠅蛹集金小蜂的寄主，根據(jù)16S rDNA高通量測序結果，研究了三種不同的蠅蛹對麗蠅蛹

4、集金小蜂體內(nèi)細菌多樣性的影響。主要結果如下：
　?。?）三種蠅蛹（麻蠅S. marshalli、家蠅M. domestica、麗蠅L. sericata）體內(nèi)細菌多樣性具有非常大的差異。主要表現(xiàn)三種蠅蛹體內(nèi)的豐度最高的優(yōu)勢菌屬不同，在麗蠅蛹體內(nèi)，Providencia是豐度最高的優(yōu)勢菌屬，在家蠅蛹體內(nèi)，豐度最高的優(yōu)勢菌屬為Myroides，而在麻蠅蛹內(nèi)，豐度最高的優(yōu)勢菌屬則是Massilia。
　?。?）以麗蠅蛹、家蠅蛹、麻

5、蠅蛹為寄主得到的麗蠅蛹集金小蜂N. vitripennis，體內(nèi)細菌結構存在非常顯著的差異。以麗蠅蛹為寄主得到的麗蠅蛹集金小蜂中，Gluconobacter是豐度最高的優(yōu)勢菌屬；以家蠅蛹為寄主得到的麗蠅蛹集金小蜂中，Staphylococcus是豐度最高的優(yōu)勢菌屬；而在以麻蠅蛹為寄主得到的麗蠅蛹集金小蜂中，Proteus和Providencia是豐度最高的優(yōu)勢菌屬。以三種不同的蠅蛹為寄主，麗蠅蛹集金小蜂體內(nèi)細菌結構及豐度等方面產(chǎn)生了明顯

6、的變化，因此不同蠅蛹寄主對麗蠅蛹集金小蜂體內(nèi)細菌多樣性產(chǎn)生了明顯的差異。
　?。?）寄主蠅蛹對以它為寄主的麗蠅蛹集金小蜂存在細菌傳遞。在麗蠅蛹和以它為寄主得到的麗蠅蛹集金小蜂體內(nèi)，擁有最多的獨特菌屬，這些菌屬主要包括：Rhodococcus、Aeromonas、Aquamicrobium、Camelimonas、Caulobacter、Cloacibacterium、Flavobacterium、Paracocccus、Pseud

7、oxanthomonas、Rhizobiaceae_unclassified、Xanthobacteraceae_unclassified、Hydrogenophaga、Prevotella、Gordonia。在家蠅蛹和以它為寄主得到的麗蠅蛹集金小蜂體內(nèi)，這類獨特菌屬也相對較多，主要包括：Atopostipes、Brochothrix、Carnobacterium、Corynebacterium、Flaviflexus、Globicat

8、ella、Helcococcus、Olivibacter、Microbacteriaceae_unclassified、Actinomyces、Sanguibacter。在麻蠅蛹和以它為寄主得到了麗蠅蛹集金小蜂中，這種獨特菌屬則少得多，主要有Haemophilus、Methylobacterium、Propionibacterium、Sphingobium。這些豐度較低的菌群很可能是由麗蠅蛹集金小蜂寄生過程中從它的蠅蛹寄主體內(nèi)取食獲得。

9、
　?。?）Wolbachia對蠅蛹和麗蠅蛹集金小蜂體內(nèi)細菌群落結構及豐度等具有顯著的影響作用。感染 Wolbachia的麻蠅蛹體內(nèi)豐度最高的優(yōu)勢菌是 Providencia，而在未感染W(wǎng)olbachia的麻蠅蛹體內(nèi)，豐度最高的優(yōu)勢菌屬是Massilia。Wolbachia對麗蠅蛹集金小蜂體內(nèi)細菌多樣性的影響也非常顯著，在感染 Wolbachia的麗蠅蛹集金小蜂體內(nèi)，Wolbachia和Proteus是豐度最高的優(yōu)勢菌群，而未感染

10、Wolbachia的麗蠅蛹集金小蜂體內(nèi)豐度最高的優(yōu)勢菌屬是Proteus和Providencia。
　　Wolbachia與其它細菌存在緊密的聯(lián)系，并且Wolbachia出現(xiàn)后，大多數(shù)菌屬的OTU豐度占總OTU數(shù)量的比例下降，但也有一些菌屬因Wolbachia的存在OUT比例上升。受 Wolbachia影響較大的主要有：Prevotella_2、Proteus、Providencia、Solibacillus、Enterobact

11、eriaceae_unclassified、Methylocystis、Clostridium_sensu_stricto_1、Bacteroides和Sphingobacteriaceae_uncultured，在這些菌屬中，Solibacillus和Methylocystis是感染W(wǎng)olbachia的麻蠅蛹和以感染 Wolbachia的麻蠅蛹為寄主得到的麗蠅蛹集金小蜂體內(nèi)獨有的菌屬，SPSS分析結果顯示，Prevotella_2、S

12、olibacillus和Methylocystis與Wolbachia的spearman秩相關為正相關，但是Solibacillus和Methylocystis與Wolbachia顯著性檢驗為空值，經(jīng)過分析，這可能是這兩種菌屬在感染W(wǎng)olbachia的麗蠅蛹集金小蜂體內(nèi)豐度過少的原因，但是Solibacillus和Methylocystis的豐度隨Wolbachia的存在而有所上升，Prevotella_2、Solibacillus和M

13、ethylocystis可能與 Wolbachia存在共生關系；Proteus、Providencia、Enterobacteriaceae_unclassified、Clostridium_sensu_stricto_1、Bacteroides、Sphingobacteriaceae_uncultured與Wolbachia都是speraman秩都是負相關，且相關性顯著，即當Wolbachia存在時，這些菌屬的豐度下降，說明Wolba