黑水虻人工饲料含水量优化与产酶枯草芽孢杆菌研究

摘要

黑水虻(black soldier fly,Hermetia illucens)是一种重要的资源昆虫，幼虫和预蛹含有丰富的营养，能够部分替代豆粕用于猪、鸡和罗非鱼养殖，并能部分替代鱼粉和鱼油用于虹鳟鱼养殖。另外，黑水虻可以减少粪便堆积和臭气产生，还能够控制家蝇的滋生，并减少粪便中大肠杆菌的数量。本论文探讨了不同含水量饲料饲养黑水虻的生物学特性，以期优化黑水虻的人工养殖条件，提高黑水虻的养殖技术。另外，从黑水虻体表及肠道分离到了10株具有蛋白质和有机磷分解能力的枯草芽孢杆菌菌株，研究了这些菌株以不同浓度添加到灭菌鸡粪中对黑水虻生物学特性的影响以及对黑水虻利用鸡粪N、P能力的影响。
　　 人工饲料含水量对黑水虻生物学特性的影响的研究表明：五个含水量饲料均适宜黑水虻的生长，其中，含水量75％和80％饲料饲养黑水虻幼虫重量、预蛹重量及预蛹收获量显著高于60％、65％和70％含水量处理，但幼虫发育到预蛹所需的时间以及成虫羽化持续的时间显著长于65％和70％含水量处理。
　　 从黑水虻幼虫肠道和体表分离得到10株具有蛋白质和有机磷水解能力的细菌，其中分离自肠道的菌株分别标为S14、S15、S16、S19和S20，分离自体表的菌株分别标为T2、T4、T6、T7和T8。利用菌株的16S rDNA序列和gyrB基因(促旋酶gyrase的B亚单位基因)开展的分子鉴定显示这些菌株均为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)，利用这些菌株的gyrB基因序列以B.subtilis subsp.subtilis str.168菌株和模式菌株B.subtilis subsp.subtilis BCRC10255为内参构建的系统发育树，显示10株菌在种的水平上存在明显的亲缘关系差异，没有重复菌株。
　　 利用黑水虻幼虫肠道分离的四株枯草芽孢杆菌814、S15、S16和S19以及一株参考菌株纳豆芽胞杆菌(Bacillus natto)D1开展的研究显示，在灭菌鸡粪中添加不同浓度(104cfu/g和108cfu/g)的芽胞杆菌后，对饲养的黑水虻生长发育和鸡粪N、P利用率产生显著影响。肠道微生物的添加能够提高黑水虻预蛹重量、预蛹收获量及幼虫成活率，能够提高黑水虻对灭菌鸡粪的N、P利用率；但灭菌鸡粪中添加同一个枯草芽孢杆菌的不同浓度对黑水虻的生长发育没有显著影响。在所有处理中，S15以104cfu/g浓度添加的处理效果最理想。利用黑水虻幼虫体表分离的T2、T4、T6、T7和T8 5株枯草芽孢杆菌开展的研究显示，在灭菌鸡粪中添加不同浓度(104cfu/g、106cfu/g和108cfu/g)的芽胞杆菌，能够提高黑水虻的预蛹收获量和幼虫成活率，并能够提高黑水虻对灭菌鸡粪的N、P利用率和干物质利用率，但对黑水虻预蛹平均重量、成虫体长及寿命产生负面影响，处理和对照不同阶段的发育时间差异不显著；同一体表微生物不同浓度添加量对黑水虻生物学特性影响结果有差异。在所有处理中，T2以104cfu/g浓度添加处理效果最好，预蛹收获量、幼虫成活率、幼虫转化成活率、N、P利用率和干物质利用率均显著高于CK。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

1.1黑水虻的地理分布

1.2黑水虻的生物学特性

1.2.1黑水虻卵的生物学特性

1.2.2幼虫的生物学特性

1.2.3蛹的生物学特性

1.2.4成虫的生物学特性

1.2.5成虫交配和产卵的生物学特性

1.2.6黑水虻的天敌

1.3黑水虻的人工饲养技术研究进展

1.3.1黑水虻幼虫的人工饲料研究

1.3.2 影响黑水虻成虫交配和产卵的生态因子研究

1.4黑水虻应用价值研究进展

1.4.1控制家蝇孳生

1.4.2减少粪便堆积和污染

1.4.3利用黑水虻控制粪便有害生物

1.4.4黑水虻的饲料价值研究进展

1.5 昆虫肠道微生物的研究进展

1.5.1参与代谢，提供营养物质

1.5.2定殖抗力(colonization resistance)

1.5.3参与多重营养关系

1.5.4激起昆虫的免疫反应

1.6我国畜禽粪便污染及治理研究概况

1.6.1 我国畜禽粪便产生及污染现状

1.6.2畜禽粪便对环境的影响

1.6.3防治和治理对策

第二章黑水虻人工饲料含水量优化研究

2.1 前言

2.2材料与方法

2.2.1实验材料

2.2.2主要试剂

2.2.3主要仪器

2.2.4纳豆芽孢杆菌的发酵

2.2.5黑水虻幼虫人工饲料

2.2.6不同含水量发酵饲料的配置

2.2.7幼虫饲养方法

2.2.8数据收集和统计分析

2.3结果与分析

2.3.1不同饲料含水量对黑水虻幼虫增重的影响

2.3.2不同饲料含水量对黑水虻预蛹平均重量和预蛹收获量的影响

2.3.3不同饲料含水量对黑水虻预蛹发育历期的影响

2.3.4不同饲料含水量对黑水虻幼虫成活率和幼虫转化成虫率的影响

2.3.5不同饲料含水量对黑水虻化蛹率和羽化率的影响

2.3.6不同饲料含水量对黑水虻羽化历期的影响

2.3.7不同饲料含水量对黑水虻成虫体长的影响

2.4讨论

第三章 黑水虻幼虫肠道和体表产酶微生物的分离和鉴定

3.1前言

3.2材料与方法

3.2.1供试昆虫

3.2.2主要试剂

3.2.3主要仪器

3.2.4用于黑水虻共生微生物分离和功能鉴定培养基

3.2.5肠道和体表微生物分离纯化

3.2.6肠道和体表微生物产酶能力测定

3.2.7产酶微生物的分子鉴定

3.3结果与分析

3.3.1 黑水虻幼虫肠道和体表共生微生物分离和功能鉴定

3.3.2产酶微生物16S rDNA和gvrB基因序列的克隆

3.3.3基于产酶微生物16S rDNA序列的BLAST结果

3.3.4基于产酶微生物gyrB基因Blast结果的系统进化分析

3.4讨论

第四章肠道产酶微生物对黑水虻生物学特性及鸡粪氦磷利用的影响

4.1 前言

4.2材料与方法

4.2.1实验材料

4.2.2主要试剂

4.2.3培养基

4.2.4主要仪器

4.2.5黑水虻人工饲料

4.2.6微生物培养和收集

4.2.7鸡粪收集与处理

4.2.8昆虫饲养方法

4.2.9数据收集和统计分析

4.3结果与分析

4.3.1肠道微生物对黑水虻预蛹平均重量、预蛹收获量和幼虫存活率的影响

4.3.2肠道微生物对黑水虻化蛹率、羽化率和幼虫转化成虫率的影响

4.3.3肠道微生物对黑水虻成虫体长的影响

4.3.4肠道微生物对黑水虻各发育阶段历期的影响

4.3.5肠道微生物对黑水虻利用鸡粪营养的影响

4.4讨论

第五章体表产酶微生物对黑水虻生物学特性和鸡粪氮磷利用的影响

5.1材料与方法

5.2结果与分析

5.2.1体表微生物对黑水虻预蛹平均重量、预蛹收获量和幼虫存活率的影响

5.2.2体表微生物黑水虻化蛹率、羽化率和幼虫转化成虫率的影响

5.2.3 体表微生物对黑水虻成虫体长的影响

5.2.4体表微生物对黑水虻成虫寿命的影响

5.2.5体表微生物黑水虻各发育阶段历期的影响

5.2.6体表微生物黑水虻利用鸡粪营养的影响

5.3 讨论

总 结

参考文献

致 谢