瓜实蝇肠道微生物对甲维盐的解毒代谢作用

作     者：李汝雯 

作者单位：安徽农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周忠实;党向利

授予年度：2023年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

主      题：瓜实蝇 肠道微生物 甲氨基阿维菌素苯甲酸盐 抗药性 

摘      要：瓜实蝇Bactrocera cucurbitae(Coquillett)是一种主要危害葫芦科作物的农业检疫性害虫。化学防治仍是目前最主要的防治手段,而杀虫剂的大量使用不可避免地使其产生抗药性,导致瓜实蝇的防治变得更为困难。关于昆虫杀虫剂抗性产生原因的研究较多,但是关于昆虫肠道菌群和杀虫剂抗性之间相关联系的研究相对较少。因此,本论文选用对甲氨基苯甲酸盐敏感性差异较大的两个瓜实蝇寄主种群为研究对象,基于之前的研究,对瓜实蝇肠道微生物与甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的抗性关系进行了研究。主要研究结果如下:(1)比较甲维盐处理前后两个寄主种群成虫肠道菌群结构。通过高通量测序对瓜实蝇肠道菌群结构分析,结果表明瓜实蝇黄瓜种群和节瓜种群成虫肠道微生物在门的分类水平上主要由Proteobacteria和Bacteroidetes组成;在属的分类水平上,优势属为Providencia、Enterobacter、Citrobacter和Klebsiella。甲维盐处理后的优势菌与处理前相同,但甲维盐处理前后的瓜实蝇成虫肠道微生物群落结构存在显著差异。(2)运用传统分离培养法对瓜实蝇肠道微生物进行分离纯化,并对单菌落进行16S rDNA测序。结合两次测序结果筛选出23个功能菌,主要属于Providencia、Citrobacter、Enterobacter、Klebsiella、Pectobacterium和Raoultella。(3)结合微生物的培养法和对16S rRNA基因的q-PCR对混合抗生素清除瓜实蝇肠道微生物的清除效果进行评定,结果表明饲喂300μg/mL混合抗生素5 d后瓜实蝇成虫肠道细菌几乎被清除。(4)生物测定结果表明,回接Providencia的EC3和EB3、Pectobacterium的E C24、Raoultella的EC94和EC15、Citrobacter的EB59和EB26以及Klebsiella的EC39后,瓜实蝇成虫在甲维盐处理24 h后其存活率都显著高于肠道无菌的瓜实蝇组(A x C),其中以回接EB3、EB59、EB26、EC94和EC15的瓜实蝇成虫的存活率增加的最为显著。(5)对单菌回补后甲维盐处理的瓜实蝇成虫体内GST酶活和CarE酶活进行测定,结果表明,回接Citrobacter的EB59和EB26、Raoultella的EC94和EC15、Pro videncia的EB3的成虫体内GST酶活和CarE酶活都显著高于未用抗生素处理的对照组(CON),表明这些功能菌提高瓜实蝇对甲维盐的耐药性可能是通过增加其体内解毒酶的活性实现。综上可知,瓜实蝇中肠肠道微生物的优势属有普罗维登斯菌属、肠杆菌属、柠檬酸杆菌属和克雷伯氏杆菌属,且甲维盐处理前后的瓜实蝇成虫中肠肠道微生物群落结构发生变化;肠道微生物可能与瓜实蝇产生甲维盐耐药性相关,且部分肠道微生物可能是通过增加其体内GST和CarE的活性来参与瓜实蝇对甲维盐的解毒代谢。