红棕象甲的肠道菌群结构及其对宿主营养代谢的影响

摘要

红棕象甲是一种入侵我国并已对世界各地棕榈产业造成巨大经济损失的毁灭性害虫。该害虫为害隐蔽以及抗药性的出现使得传统防治措施收效甚微。肠道菌群与昆虫的生长发育、免疫防御及寄主利用等关键生理过程密切相关。已有研究发现，红棕象甲的幼虫肠道内栖居着可能具有发酵代谢作用的菌群。然而，尚无直接证据证实肠道菌群在该害虫入侵扩散过程中的生理作用。为此，本文采用基于细菌16S rRNA高通量测序技术与传统培养分离技术相结合的方法比较研究了不同发育阶段红棕象甲的肠道菌群结构，然后采用抗生素饲喂的方法扰乱该害虫的固有肠道菌群稳态以评价肠道菌群对宿主的生理贡献。
　　研究发现，不同发育阶段红棕象甲的肠道菌群中90％以上的细菌隶属于变形菌门和厚壁菌门。从科级分类水平来看，约60%的细菌属于肠杆菌科，然后依次是乳酸杆菌科、Entomoplasmataceae、Commonadaceae、肠球菌科、链球菌科和Rhodobacteraceae。在不同发育阶段的红棕象甲肠道中，这些不同科的细菌所占比例明显不同。另外，雌虫肠道菌群中肠杆菌科的相对含量为87%，明显高于雄虫肠道中肠杆菌科细菌的相对含量（41.23%）。不同地理来源的幼虫肠道菌群结构明显不同。
　　当被喂食抗生素后，与对照组相比，红棕象甲幼虫的肠道菌群的多样性显著降低而且肠道菌群结构发生了明显的改变。与对照组一样，变形菌门，厚壁菌门和拟杆菌门依然是抗生素饲喂处理红棕象甲幼虫肠道菌群中的优势类群。然而，这些细菌的相对丰度在处理组和对照组之间显著不同。其中，抗生素饲喂处理幼虫肠道中的Alphaproteobacterium和Acetobacteraceae细菌相对丰度显著降低，而Lactobacillales细菌的含量显著增加。抗生素饲喂后，红棕象甲幼虫血淋巴中三油甘酯的含量显著升高；但是，抗生素饲喂处理幼虫血淋巴中的葡萄糖含量和蛋白质含量却明显低于对照组幼虫血淋巴中的葡萄糖含量和蛋白质含量。这些数据表明红棕象甲肠道菌群结构的变化能够明显影响宿主的营养代谢。

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Chapter 1 GENERAL INTRODUCTION

1.1. Background of Red Palm Weevil

1.2. Importance of gut microbiota

1.3. The functions of gut microbiota

1.4. Variation of gut microbiota

1.5. RPW associated microbiota deduced roles

1.6. Research hypotheses and objectives

Chapter 2 DIVERSITY OF CULTIVABLE BACTERIA IN THE GUT OF RHYNCHOPHORUS FERRUGINEUS LARVAE

2.1. Introduction

2.2. Materials and methods

2.3. Results

2.4. Discussion

2.5. Conclusions

Chapter 3 COMPLEXITY AND VARIABILITY OF THE GUT MICROBIOTA AT VARIOUS LIFE STAGES OF RHYNCHOPHORUS FERRUGINEUS

3.1. Introduction

3.2. Materials and Methods

3.3. Results

3.4. Discussion

3.5. Conclusion

Chapter 4 EFFECTS OF DYSBIOSIS ON HOST NUTRITION ENERGY ALLOCATION

4.1. Introduction

4.2. Materials and Methods

4.3. Results

4.4. Discussion

4.5. Conclusion

参考文献

Appendices

Appendix I

Appendix II