稻纵卷叶螟肠道细菌群落结构与多样性分析

【目的】为明确水稻主要害虫稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenée)幼虫肠道细菌的群落结构和多样性。【方法】利用Illumina Mi Seq技术对稻纵卷叶螟4龄幼虫肠道细菌的16S r DNA V3-V4变异区序列进行测序,应用USEARCH和QIIME软件整理和统计样品序列数和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,分析4龄幼虫肠道细菌的物种组成、丰度和多样性。【结果】稻纵卷叶螟4个数量不同的4龄幼虫样本(1,2,3和5头)共得165 386条reads,在97%相似度下可将其聚类为604个OTUs。总共注释到22个门,43个纲,82个目,142个科,204个属,244个种。其中在门水平上,主要优势菌为变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度26%~34%)和放线菌门(Actinobacteria)(23%~32%);在纲水平上,主要优势菌为放线菌纲(Actinobacteria)(相对丰度23%~32%)、酸杆菌纲(Acidobacteria)(9%~11%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)(10%~13%)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)(6%~8%)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)(6%~12%);在科水平上,共有优势菌为类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)、鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)和芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)等。在属水平上,4个样本前5位优势属中,类诺卡氏属Nocardioides和鞘脂单胞菌Sphingomonas为共有优势属。稻纵卷叶螟肠道细菌Simpson指数、Shannon指数、Ace指数和Chao指数分别为0.16~0.65,0.94~3.22,212~488和210~490。【结论】稻纵卷叶螟幼虫肠道细菌多样性比较丰富,个体间微生物群落结构和多样性有差异。不同数量样本数据与总体数据有助于综合反映稻纵卷叶螟种群肠道微生物状况。本研究结果为进一步研究稻纵卷叶螟肠道微生物的功能及其在防治中的应用奠定了基础。     

纯水培养对重金属污染地区红裸须摇蚊幼虫肠道细菌群落多样性及潜在功能的影响

【目的】通过对在重金属污染的天津市渤海湾淡水区域鉴定出的摇蚊耐污种红裸须摇蚊Propsilocerus akamusi进行肠道细菌群落多样性和潜在功能研究,了解生境的变化对摇蚊幼虫肠道细菌群落的影响。【方法】将在受重金属污染的天津市渤海湾淡水区域鉴定到的红裸须摇蚊4龄幼虫用实验室蒸馏水饲养7 d作为实验室培养组,并提取实验室培养组和野外采集组的红裸须摇蚊4龄幼虫肠道细菌基因组DNA,对16S rRNA基因V3-V4区进行高通量测序,将测序结果进行数据质控、序列对比和过滤,分析肠道细菌群落物种组成变化并预测肠道细菌潜在功能。【结果】基于红裸须摇蚊4龄幼虫肠道细菌16S rRNA测序结果共注释到11个门、13个纲、33个目、54个科、71个属、90个种以及105个可操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs)。实验室培养组红裸须摇蚊4龄幼虫肠道内细菌群落多样性和丰度较野外采集组下降,两组优势菌门相似,均包含厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)及脱硫弧菌门(Desulfobact...     

基于16S rDNA基因序列的泽兰实蝇幼虫肠道细菌多样性分析

【目的】探究泽兰实蝇 Procecidochares utilis 幼虫肠道细菌的多样性。【方法】利用Illumina HiSeq技术对泽兰实蝇幼虫肠道细菌的16S rDNA-V6变异区序列进行测序,应用USEARCH和QIIME等软件整理和统计样品序列数目和操作分类单元（operational taxonomic unit, OTU）数量,分析物种的丰度和Alpha多样性。【结果】共获得1 593 506 对reads,拼接为1 579 372条tags,经过滤后得到的1 572 860条tags聚类为1 341个OTU。总共注释到13个门,4个纲,6个目,7个科,10个属和4个种。其中变形菌门(Proteobacteria)的细菌为优势菌,占99%;在属分类阶元上,沃尔巴克氏体属 Wolbachia 占45%,是优势属。【结论】泽兰实蝇幼虫肠道细菌多样性丰富。相关的种类和丰度信息为后期研究揭示肠道细菌介导泽兰实蝇寄主植物专化性奠定了基础。     

基于高通量测序的褐飞虱肠道微生物多样性分析

【目的】探明褐飞虱Nilaparvata lugens成虫肠道微生物群落结构和多样性。【方法】分离褐飞虱成虫完整肠道并提取总DNA,利用Illumina MiSeq(PE300)技术对其肠道细菌16S rRNA的V3-V4变异区和真菌ITS2序列进行测序,统计肠道微生物的操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)数量,分析其物种组成、丰度及Alpha多样性。并通过qPCR技术验证随机挑选注释到的4种肠道菌的高通量测序数据的有效性。【结果】分别获得褐飞虱成虫肠道细菌16S rRNA和真菌ITS2优质序列32 395和24 986条,根据序列相似性进行聚类分析分别获得235和128个OTUs。其中,细菌共注释到7个门, 15个纲, 26个目, 45个科和73个属;真菌共鉴定到3个门, 9个纲, 12个目, 15个科和18个属。在门分类水平上,细菌以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)为优势门类;真菌以子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势菌门。在属分类水平上,细菌的优势属为不动杆菌属Acinetobacter以及紫单胞菌科(Porphyromonadaceae)未确定属和毛螺菌科(Lachnospiraceae)未确定属,其丰度分别为36.37%, 17.22%和15.01%;真菌的优势属为粪壳菌纲(Sordariomycetes)未确定属,丰度为95.77%。Alpha多样性分析结果显示,褐飞虱肠道细菌(真菌)的观测物种数、Chao1指数、Shannon指数和Simpson 指数分别为235(128), 262.64(165.40), 3.90(0.91)和0.62(0.75)。4种肠道菌的qPCR结果显示高通量测序数据具有较高的有效性。【结论】褐飞虱成虫肠道细菌和真菌群落整体多样性比较丰富。研究结果为从共生微生物角度解析褐飞虱的环境适应性以及开发基于微生物防治的新技术等方面提供了依据。     

不同地理种群赤拟谷盗肠道细菌群落多样性分析

【目的】了解储粮害虫赤拟谷盗Tribolium castaneum (Herbst)成虫肠道细菌群落组成及多样性。【方法】利用Illumina MiSeq高通量测序技术对3个地理种群的赤拟谷盗雄虫肠道细菌16S rDNA的V3-V4变异区进行测序分析。【结果】从赤拟谷盗肠道样本中共测得465 293条reads,聚类为113个OTU,共注释到8门、15纲、33目、52科和79属的细菌。其中,优势菌门包括变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)等,优势菌属包括假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌科未鉴定属(Unclassified-f-Enterobacteriaceae)、不动杆菌属(Acinetobacter)、肠球菌属(Enterococcus)和根瘤菌属(Rhizobium)等。3个地理种群的赤拟谷盗肠道细菌的Shannon指数、Simpson指数、Ace指数和Chao指数分别为1.5-1.7、0.3、79.7-133.2和76.4-85.2。【结论】不同地理种群的赤拟谷盗成虫的肠道细菌群落组成存在显著差异。     

寄主植物对桃小食心虫越冬幼虫耐寒性物质的影响

为研究寄主植物对桃小食心虫越冬幼虫体内耐寒性物质的影响,测定了苹果、酸枣、枣、梨和山楂5种寄主植物上采集的桃小食心虫越冬幼虫过冷却点、体内含水量、总脂肪、总蛋白和总糖含量.结果表明： 5种果实上采集到的桃小食心虫越冬幼虫的过冷却点(SCP)和结冰点(FP)存在显著差异,均值分别在-15.53～-8.50 ℃和-11.31～-4.04 ℃.其中取食山楂的幼虫SCP、FP和糖原含量最高,含水量最低;取食苹果的SCP、FP、糖原和总脂肪含量最低,含水量和总蛋白含量最高;取食梨的桃小食心虫越冬幼虫的鲜质量最高;取食枣的桃小食心虫的总脂肪含量最高,总蛋白含量和鲜质量最低.
     

不同成熟度的寄主果实对梨小食心虫生长发育及繁殖的影响

[目的]为探索不同成熟度的苹果、桃、梨果实对梨小食心虫Grapholitha molesta生长发育和繁殖的影响。[方法]在寄主果实不同发育阶段采果,并在室温(26±0.5)℃,L:D=15:9,RH=70%±10%条件下,测定了梨小食心虫在不同成熟度的桃、梨、苹果果实上的发育历期、存活率和繁殖力,并组建了其生命表。[结果]梨小食心虫在不同成熟度的苹果、桃、梨果实上的生长和繁殖有显著差异。幼虫发育历期在幼果期的寄主果实上无显著性差异,果实膨大期和成熟期以桃最短(10.44 d,9.42 d)。总存活率在幼果期和膨大前期、膨大后期为苹果最高(3.47%,13.04%,25.35%),果实成熟期为梨最高(39.70%)。单雌产卵量在幼果期和果实膨大前期为苹果最高(138.33粒/雌,145.33粒/雌),果实膨大后期为桃最高(151.90粒/雌),成熟期为梨最高(182.12粒/雌)。生命表分析结果表明,净生殖率幼果期为苹果最高(8.60),果实膨大期为桃最高(19.42),果实成熟期为梨最高(47.44)。内禀增长率幼果期苹果最高(0.0632),果实膨大前期为桃最高(0.0210),果实膨大后期为桃最高(0.0999)成熟期为梨最高(0.1117)。[结论]幼果期最适宜的寄主为苹果,果实膨大期最适宜寄主为桃,果实成熟期最适宜寄主为梨,这为揭示梨小食心虫在不同寄主间转移为害规律和田间防治提供了科学依据和参考。     

基于高通量测序技术研究水貂远端肠道细菌群落组成（英文）

【目的】研究水貂远端肠道微生物群落组成及其多样性。【方法】通过高通量测序技术研究水貂远端肠内容物细菌的组成和多样性。【结果】从10只健康水貂远端肠道内容物样品中得到146 287高质量序列代表17个菌门、167个细菌属。水貂肠道细菌以厚壁菌门(59.99%)、拟杆菌门(16.2%)、梭杆菌门(11.5%)、放线菌门(5.9%)和变形菌门(5.3%)为主,其中厚壁菌门最为丰富。厚壁菌门中的梭菌目是最丰富的目,而梭菌目中的链球菌占有50%以上的OTUs,是最大的细菌属。【结论】水貂肠道内存在复杂的微生物区系,这对进一步研究水貂对营养物质吸收利用提供了理论基础。     

基于高通量测序技术研究水貂远端肠道细菌群落组成

【目的】研究水貂远端肠道微生物群落组成及其多样性。【方法】通过高通量测序技术研究水貂远端肠内容物细菌的组成和多样性。【结果】从10只健康水貂远端肠道内容物样品中得到146 287高质量序列代表17个菌门、167个细菌属。水貂肠道细菌以厚壁菌门(59.99%)、拟杆菌门(16.2%)、梭杆菌门(11.5%)、放线菌门(5.9%)和变形菌门(5.3%)为主,其中厚壁菌门最为丰富。厚壁菌门中的梭菌目是最丰富的目,而梭菌目中的链球菌占有50%以上的OTUs,是最大的细菌属。【结论】水貂肠道内存在复杂的微生物区系,这对进一步研究水貂对营养物质吸收利用提供了理论基础。     

大分舌蜂不同龄期幼虫及滞育预蛹肠道细菌 群落多样性及其差异

【目的】基于昆虫肠道微生物在宿主健康与调控宿主生长发育中发挥着重要作用,本研究旨在对大分舌蜂Colleles gigas不同龄期幼虫及滞育预蛹肠道细菌群落多样性及其差异进行初步探究。【方法】利用野外采集的大分舌蜂1-5龄幼虫及滞育预蛹,提取肠道内容物细菌DNA进行16S rRNA的V3-V4基因片段PCR扩增,利用IlluminaMiseq二代高通量测序技术进行测序。依据获得的序列数据,利用生物信息学方法分析大分舌蜂幼虫和滞育预蛹肠道细菌的组成、丰度和多样性。【结果】大分舌蜂幼虫肠道细菌菌群共检测到15门,23纲,43目,80科,128属的细菌,其中最主要的门是变形菌门(Proteobacteria)(占93.74%),最主要的目是立克次氏体目(Rickettsiales)(占68.68%),最主要的科是无形体科(Anaplasmataceae)(占68.64%),最主要的属是沃尔巴克氏体属Wolbachia(占68.64%)。Beta多样性分析结果显示,细菌群落变化与幼虫发育有关,显示出低龄组(1-3龄幼虫)、高龄组(4-5龄幼虫)和滞育预蛹组3个水平。Alpha多样性分析显示,滞育预蛹组细菌多样性与高龄组和低龄组的存在显著差异,而高龄组与低龄组间差异不显著。线性判别分析结果显示,滞育预蛹组与低龄组都存在显著优势菌纲,分别是α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和γ 变形菌纲(Gammaproteobacteria),而高龄组不存在显著优势纲。在目水平,肠杆菌目(Enterobacteriales)和假单胞菌目(Pseudomonadales)为低龄组优势目,立克次氏体目(Rickettsiales)为滞育预蛹组的优势目。在科水平,肠杆菌科(Enterobacteriaceae)和莫拉氏菌科(Moraxellaceae)为低龄组的优势科,无形体科(Anaplasmataceae)为滞育预蛹组的优势科。在属水平,低龄组优势属为肠杆菌属 Enterobacter和不动杆菌属Acinetobacter,滞育预蛹组优势属为沃尔巴克氏体属 Wolbachia。功能基因注释结果也显示出这3个组的特点。【结论】大分舌蜂不同龄期幼虫及滞育预蛹肠道细菌群落存在显著差异,从低龄组向高龄组再到滞育预蛹组,细菌多样性逐步降低,这可能与其进食特点以及肠道微生物驱动对肠道环境适应有关。本研究为土壤筑巢独栖野生蜜蜂肠道微生物研究奠定基础,也为此类野生蜜蜂的保护提供新的角度与方向。     

喜树碱对草地贪夜蛾幼虫中肠细菌群落组成及多样性的影响

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)是一种重要的入侵害虫,对多种作物生产造成严重的威胁.喜树碱是一种单萜类吲哚生物碱,对草地贪夜蛾幼虫生长发育具有显著抑制效果.本研究采用饲料混药法将喜树碱以1 mg/kg浓度处理草地贪夜蛾4龄幼虫3 d,解剖幼虫收集中肠内容物后采用16S rDNA...     

梨小食心虫普通气味受体基因GmolOR20的克隆及表达分析

【目的】通过克隆梨小食心虫Grapholita molesta触角中的普通气味受体(odorant receptor, OR)OR20基因,明确其在不同发育期及成虫不同组织中的表达特征,为进一步研究其功能提供理论依据。【方法】根据梨小食心虫雌虫触角转录组数据,利用RT-PCR克隆梨小食心虫OR20基因的完整开放阅读框;采用qRT-PCR检测该基因在不同发育期(卵、1-5龄幼虫、蛹和雌雄成虫)、成虫不同组织(触角、去除触角的头、胸、腹、足、翅)以及不同日龄(1, 3, 5和7日龄)成虫触角中的表达量。【结果】克隆获得梨小食心虫GmolOR20基因cDNA序列(GenBank登录号:MH898864)。该基因完整开放阅读框为1 284 bp,编码427个氨基酸,预测蛋白分子量为49.83 kD,理论等电点为8.57,具有7个跨膜结构域。序列比对和系统进化树结果表明,梨小食心虫GmolOR20与苹果蠹蛾Cydia pomonella CpomOR15和豆荚小卷蛾Cydia nigricana CnigOR15亲缘关系较近,氨基酸序列一致性分别为87%和84%。发育表达模式结果显示,GmolOR20在不同发育时期均有表达,雌雄成虫中的表达量显著高于其他发育期的表达量(P<0.05),但雌、雄虫间的表达量差异不显著。组织表达模式结果表明,GmolOR20主要在成虫触角中高丰度表达,且雌虫触角中的表达量极显著高于雄虫触角中的表达量(P<0.01);GmolOR20在不同日龄成虫的触角中均有表达,且在1和3日龄成虫触角中的表达水平显著高于其他日龄(P<0.05)。【结论】根据GmolOR20基因的表达谱分析结果,推测GmolOR20可能参与梨小食心虫对植物挥发物和性信息素的识别。     

成年与未成年圈养林麝粪便菌群多样性的比较

本研究旨在解析林麝未成年组(n=10)和成年组(n=10)之间的菌群差异。收集林麝新鲜粪便,提取总DNA,利用带标签的通用引物扩增16S rRNA V3-V4区,使用Illumina Miseq 300PE测序平台对扩增产物进行Miseq双端测序,通过计算ACE和Shannon等多样性指数,以及微生物组成成分和距离聚类分析,揭示组成结构与差异。α多样性分析表明成年组微生物的多样性丰富度略高于未成年组,但不存在显著差异性(P>0.05)。未成年组和成年组均是厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)所占的比例较高。成年组Proteobacteria比例明显高,而Firmicutes比例较低。LEfSe分析表明有12个显著差异的细菌分类。两组在Firmicutes门存在显著差异的细菌较少,而在Proteobacteria上存在显著差异的细菌较多。本研究证明在不同年龄阶段,微生物的丰富度和多样性不存在显著差异,细菌的组成成分也相同。但是在组成比例上存在差异性,间接反映了不同年龄阶段营养吸收的不同需求。     

北京地区手参内生真菌的区系组成分析

手参Gymnadenia conopsea是一种地生兰科植物,也是中国传统中药材之一。研究以ITS1为目标序列,应用 Illumina MiSeq高通量测序技术对北京地区松山和百花山的手参内生真菌区系组成进行测定分析。结果表明,从手参的根中获得有效序列50 420条,209个可操作分类单元（OTUs）,分属于3门9纲28目54科,包括盘菌纲Pezizomycetes（3个OTU）、伞菌纲Agaricomycetes（21个OTU）、锤舌菌纲Leotiomycetes（18个OTU）、粪壳菌纲Sordariomycetes（51个OTU）、接合菌纲Zygomycetes（18个OTU）、银耳纲Tremellomycetes（19个OTU）、散囊菌纲Eurotiomycetes（22个OTU）、酵母纲Saccharomycetes（8个OTU）、座囊菌纲Dothideomycetes（14个OTU）。其中,百花山手参根中内生真菌优势类群是鸡油菌目Cantharellales（38.62%）和柔膜菌目Helotiales（24.64%）真菌;松山手参的优势内生菌类群是盘菌目Pezizales（66.19%）和鸡油菌目Cantharellales（29.75%）真菌。这些结果利于系统了解手参根部内生真菌区系组成以及优势内生真菌类群,为今后开展相关内生真菌在手参人工繁育中的应用奠定了基础。     

16S rRNAgene-based metagenomic analysis of the gut microbial community associated with the DUI species Unio crassus (Bivalvia: Unionidae)

What factors determine biome richness: genetic or environmental? Sex, phylogeny, and tolerance indicated by other symbionts (e.g., endosymbionts) or simply is it related to local habitat, especially if the gut biome is considered? To answer these questions, we investigated the gut microbial profile of both sexes of three Unio crassus populations, species with unique system of mitochondrial DNA inheritance called doubly uniparental inheritance (DUI), living in different ecological conditions. High-throughput sequencing of the V3–V4 hypervariable regions in the bacterial 16S rRNA gene fragment was performed, which resulted in a total of 1,051,647 reads, with 58,424 reads/65 OTUs (operational taxonomic units) per sample on average. We identified a core microbiome, with all individual mussels sharing 69 OTUs (representing 23% of the total number of OTUs). Proteobacteria was the dominant phylum in all samples, followed by Firmicutes, Actinobacteria, and Bacteroidetes. There were no significant differences in gut microbiome compositions between the two sexes of this species; however, we observed different phyla in geographically isolated populations. A non-metric multidimensional scaling plot and dendrogram showed that the bacterial profile complies with the genetic structure of populations. Although we found differences in microbiomes between populations, their genetic structure suggests that the microbiome is weakly related to habitat, and more strongly to phylogeography (on both F and M mitotypes). We found no significant differences in beta diversity between the individuals of the bacterial communities measured using the Bray–Curtis index. Finally, we also examined whether OTUs were represented by symbiotic bacteria that enable cellulose digestion and by endosymbiotic bacteria that play important functions in the biology of their hosts and also affect microevolutionary processes and population phenomena. With regard to the endosymbionts, however, there was no relation to sex of the studied individuals, which suggests that there are no straightforward relations between DUI and microbiome.     

北京地区四个豹猫亚种群肠道菌群的组成

野生动物的肠道微生物组成受食物资源和遗传属性的影响较大, 为了解北京地区小型猫科动物肠道菌群组成特点及其影响因素, 本研究通过扩增细菌16S rRNA的V3‒V4高变区进行高通量测序, 对云蒙山、云峰山、松山、百花山4个区域的豹猫(Prionailurus bengalensis)亚种群进行肠道菌群组成分析。结果表明, 在门水平上, 豹猫的肠道优势菌群主要由厚壁菌门(相对多度52.40%)、变形菌门(25.18%)、放线菌门(9.07%)、拟杆菌门(8.17%)和梭杆菌门(4.74%)组成。在属水平上, 相对多度最高的前5个属为假单胞菌属(Pseudomonas, 13.37%)、布劳特氏菌属(Blautia, 11.20%)、梭菌属(Clostridium_sensu_stricto_1, 9.10%)、消化梭菌属(Peptoclostridium, 8.62%)、乳杆菌属(Lactobacillus, 6.08%), 共约占总多度的50%。各区域豹猫亚种群的肠道菌群β多样性不存在显著差异, 松山区域的ACE指数和Chao 1指数与云蒙山和云峰山存在显著差异。鉴于松山亚种群的遗传结构与其他区域有所不同, 而4个区域的气候类型和豹猫食物构成相似性高, 推测该亚种群的肠道菌群主要受遗传结构分化的影响, 对此还需进一步研究。     

Identification and characterization of potential performance-related gut microbiotas in broiler chickens across various feeding trials

Three broiler feeding trials were investigated in order to identify gut bacteria consistently linked with improvements in bird performance as measured by feed efficiency. Trials were done in various geographic locations and varied in diet composition, broiler breed, and bird age. Gut microbial communities were investigated using microbial profiling. Eight common performance-linked operational taxonomic units (OTUs) were identified within both the ilea (180, 492, and 564-566) and ceca (140-142, 218-220, 284-286, 312, and 482) across trials. OTU 564-566 was associated with lower performance, while OTUs 140-142, 482, and 492 were associated with improved performance. Targeted cloning and sequencing of these eight OTUs revealed that they represented 26 bacterial species or phylotypes which clustered phylogenetically into seven groups related to Lactobacillus spp., Ruminococcaceae, Clostridiales, Gammaproteobacteria, Bacteroidales, Clostridiales/Lachnospiraceae, and unclassified bacteria/clostridia. Where bacteria were identifiable to the phylum level, they belonged predominantly to the Firmicutes, with Bacteroidetes and Proteobacteria also identified. Some of the potential performance-related phylotypes showed high sequence identity with classified bacteria (Lactobacillus salivarius, Lactobacillus aviarius, Lactobacillus crispatus, Faecalibacterium prausnitzii, Escherichia coli, Gallibacterium anatis, Clostridium lactatifermentans, Ruminococcus torques, Bacteroides vulgatus, and Alistipes finegoldii). The 16S rRNA gene sequence information generated will allow quantitative assays to be developed which will enable elucidations of which of these phylotypes are truly performance related. This information could be used to monitor strategies to improve feed efficiency and feed formulation for optimal gut health.