【目的】本研究旨在明確草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda幼蟲腸道可培養(yǎng)細(xì)菌組成,篩選纖維素降解細(xì)菌�！痉椒ā坎捎脗鹘y(tǒng)細(xì)菌培養(yǎng)及16S rDNA分子標(biāo)記相結(jié)合的方法分離鑒定草地貪夜蛾幼蟲腸道可培養(yǎng)細(xì)菌;采用剛果紅染色法篩選纖維素降解細(xì)菌,并通過(guò)3,5-二硝基水楊酸（DNS）法測(cè)定不同pH（5.0-9.0）條件下的纖維素酶活力�！窘Y(jié)果】從草地貪夜蛾幼蟲中篩選分離出14種腸道細(xì)菌菌株,分別隸屬放線菌門（Actinobacteria）、厚壁菌門（Firmicutes）、變形菌門（Proteobacteria）等3門11屬,即谷氨酸棒桿菌屬（Glutamicibacter）、腸球菌屬（Enterococcus）、芽胞桿菌屬（Bacillus）、葡萄球菌屬（Staphylococcus）、摩根菌屬（Morganella）、腸桿菌屬（Enterobacter）、志賀氏菌屬（Shigella）、克洛諾桿菌屬（Cronobacter）、克雷伯氏菌屬（Klebsiella）、沙雷氏菌屬（Serratia）、蒼白桿菌屬（Ochrobactrum）。2株產(chǎn)纖維素酶細(xì)菌隸屬厚壁菌門芽胞桿菌屬。酶... 

【文章來(lái)源】：應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào). 2020,57(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

基于16S rDNA序列構(gòu)建的草地貪夜蛾幼蟲腸道細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育樹

本研究共分離得到3門11屬草地貪夜蛾幼蟲腸道細(xì)菌，主要以變形菌門和厚壁菌門為主，這與大多數(shù)昆蟲腸道細(xì)菌構(gòu)成相似（Adams and Raj,2005；鄭亞強(qiáng)等，2017；王立秀等，2018），表明這兩個(gè)門的細(xì)菌是昆蟲腸道中相對(duì)豐度最高的優(yōu)勢(shì)菌群。鱗翅目昆蟲中，家蠶Bombyx mori幼蟲腸道菌以腸球菌屬、不動(dòng)桿菌屬、擬桿菌屬、假單胞菌屬和甲基桿菌屬為優(yōu)勢(shì)菌群（Anand et al.,2010;Cappellozza et al.,2011）；黏蟲幼蟲腸道中，以腸球菌屬、泛菌屬（Pantoea）、假單胞菌屬（Pseudomonas）和葡萄球菌屬為優(yōu)勢(shì)類群（He et al.,2013）；舞毒蛾Lymantria dispar幼蟲腸道菌群中，以腸球菌屬、葡萄球菌屬和假單胞菌屬細(xì)菌為優(yōu)勢(shì)類群（Broderick et al.,2004）。總之，已有針對(duì)鱗翅目昆蟲腸道菌群的培養(yǎng)分離結(jié)果，均與草地貪夜蛾幼蟲腸道菌研究結(jié)果相似�？梢姡[翅目昆蟲幼蟲腸道中，可培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)菌主要為葡萄球菌屬、芽胞桿菌屬、腸桿菌屬、腸球菌屬等。值得注意的是，由于體外分離培養(yǎng)無(wú)法準(zhǔn)確地模擬宿主腸道環(huán)境，大量的腸道細(xì)菌種類還無(wú)法進(jìn)行宿主體外培養(yǎng)。但是隨著基于高通量測(cè)序的腸道微生物多樣性和宏基因組測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，人們正在從基因組學(xué)數(shù)據(jù)中了解細(xì)菌的生物學(xué)特性，從而開發(fā)出匹配的培養(yǎng)基。如近年來(lái)，有研究者推出了根據(jù)16S rDNA序列直接對(duì)目標(biāo)菌株進(jìn)行培養(yǎng)基預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)庫(kù)（http://komodo.modelseed.org/default.htm)(Oberhardt et al.,2015），為挖掘及利用腸道微生物資源提供了新的途徑。圖3 草地夜蛾幼蟲腸道中纖維素降解細(xì)菌在不同pH值下的纖維素酶活力

圖2 菌株4-7、4-8經(jīng)剛果紅染色后在CMC培養(yǎng)基平板上的水解圈本研究獲得了2株具有纖維素降解能力的芽胞桿菌，這與草地貪夜蛾取食特點(diǎn)密切相關(guān)。以往研究表明，纖維素降解細(xì)菌在昆蟲腸道內(nèi)不僅可以幫助宿主消化攝入體內(nèi)的高纖維素食物（如大多數(shù)作物的葉片和莖稈），還可將大分子物質(zhì)分解為可利用的小分子有機(jī)物，使其歸還到土壤中，促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的物質(zhì)、能量流動(dòng)，尤其是碳循環(huán)（徐榮等，2012）；此外，還可通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化其纖維素降解酶產(chǎn)出和活性條件，更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)與環(huán)境等領(lǐng)域（王立秀等，2018）。此外，DNS法結(jié)果顯示，pH 5.0與pH 9.0時(shí)纖維素酶活最低且相差不大，證明過(guò)酸和過(guò)堿均會(huì)抑制草地貪夜蛾腸道中纖維素降解細(xì)菌的纖維素酶活。pH 5.0-8.0時(shí)，纖維素酶活逐漸增加，當(dāng)pH達(dá)到8.0時(shí)，纖維素酶活達(dá)到最大，且與pH 7.0和pH 9.0時(shí)存在顯著差異，表明弱堿性是草地貪夜蛾幼蟲腸道纖維素降解細(xì)菌纖維素酶活發(fā)揮的最佳條件。值得注意的是，本研究中鑒定的纖維素降解細(xì)菌的纖維素酶活顯著高于（相同pH下：4-5倍）從鞘翅目昆蟲阿南原等跳甲Proisotoma ananevae成蟲腸道分離的纖維素降解細(xì)菌（王立秀等，2018）。這些結(jié)果表明草地貪夜蛾幼蟲腸道纖維素降解細(xì)菌具有更好的纖維素降解能力，這也許是草地貪夜蛾取食量大、遷飛能力強(qiáng)、近期爆發(fā)成災(zāi)的生物學(xué)基礎(chǔ)之一。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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