饵料蛋白水平对德国小蠊肠道细菌群落的影响

摘要

昆虫肠道微生物在宿主营养代谢、生长发育、免疫以及抵御病原菌等方面具有重要作用.研究不同蛋白水平饵料饲养对德国小蠊(Blattella germanica)雄成虫肠道细菌群落组成及其功能的作用,探究德国小蠊肠道细菌对宿主营养和健康的影响,以期为发展生物防治的诱食性饵料提供理论支持.分别取连续饲喂低蛋白(LP2组:5％)、高蛋白(HP3组:65％)以及正常蛋白水平饵料(CD1组:25％)21 d的德国小蠊雄成虫,饥饿24h后无菌条件下分离并提取肠道总基因组DNA,采用特异引物扩增细菌16S rDNA的V4可变区并进行高通量测序,分析德国小蠊肠道细菌群落组成及其功能特征.结果表明德国小蠊肠道细菌主要由拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)等细菌群落组成.饲喂低蛋白饵料LP2组的德国小蠊肠道细菌中拟杆菌属(Bacteroides)细菌丰度(47.44％)显著高于HP3组(23.97％)和对照CD1(7.04％).饲喂高蛋白饵料的HP3组梭杆菌门丰度显著高于其他两组.LEfSe物种差异分析也表明HP3组德国小蠊肠道细菌中梭杆菌属(Fusobacterium)细菌与低蛋白饵料LP2组和对照CD1组有显著差异.基于Tax4Fun功能预测显示,HP3高蛋白饵料组的德国小蠊肠道细菌中与能量代谢功能相关基因的相对丰度极显著高于对照组CD1组,外源性物质代谢与降解和其他氨基酸代谢功能基因的相对丰度显著高于低蛋白LP2组.本研究结果表明饵料中蛋白质水平的差异能够显著改变德国小蠊肠道中细菌群落结构组成,并影响其代谢功能.