云南草地贪夜蛾扩散区与首发地种群肠道细菌群落组成结构及多样性的比较

摘要

草地贪夜蛾是一种新入侵我国的重大害虫.肠道细菌是昆虫肠道微生物的重要类群,在害虫生理生态功能中发挥着重要作用,为弄清云南省草地贪夜蛾扩散地与入侵地种群肠道细菌群落组成结构及多样性的差异,本研究采用Illumina Hiseq技术对云南草地贪夜蛾首发地普洱市宝藏镇、扩散区昆明市嵩明县两个地区草地贪夜蛾4龄幼虫肠道细菌的16S rDNA V3-V4变异区域序列进行了测定分析,应用USEARCH和QIIME软件统计样品序列数和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量分析了肠道细菌群落组成结构及物种丰度与多样性.结果 表明,来自普洱市宝藏镇、昆明市嵩明县的6个草地贪夜蛾样品共产生了302 786条有效序列,在97％相似度下可将其聚成564个OTUs,共发现细菌20门、39纲、86目、161科、318属、344种.其中宝藏镇草地贪夜蛾种群的肠道细菌分属于16门、29纲、60目、102科、178属共192种;优势门、纲、目、科、属、种分别为:厚壁菌门(35.09％)、梭菌纲(15.84％)、梭菌目(15.84％)、艾克曼菌科(12.80％)、艾克曼菌属(12.80％)、不可培养的艾克曼菌属细菌(12.80％).嵩明县草地贪夜蛾肠道细菌共184种,分属于15门、27纲、54目、96科、172属;优势门、纲、目、科、属、种分别为:厚壁菌门(65.87％)、杆菌纲(48.07％)、乳杆菌目(47.32％)、肠球菌科(46.99％)、肠球菌属(46.99％)、NLAE-zl-C485 (46.96％).宝藏镇草地贪夜蛾4龄幼虫肠道内细菌群落Shannon、ACE和Chao1多样性指数分别为3.46、360.25和370.54,分别高于扩散地嵩明县种群的2.26、295.54和305.42;而Simpson指数(0.13)则低于嵩明县种群(0.36).通过KEGG代谢途径差异分析发现,草地贪夜蛾肠道细菌基因主要参与的代谢途径是整体组织构建和碳水化合物代谢,且宝藏镇草地贪夜蛾肠道细菌基因在大多数的代谢通路中表达量高于嵩明县种群.以上结果说明,云南省草地贪夜蛾首发地种群肠道内细菌群落组成及多样性高于扩散区种群.本研究将为进一步研究不同地区草地贪夜蛾种群生物学差异及肠道微生物对其生态适应性的调控提供理论依据.