肠道共生细菌预发酵鸡粪对黑水虻生长发育的影响

以利用黑水虻Hermetia illucens L.肠道共生细菌不同菌株培养液预发酵的鸡粪为培养料,研究了添加不同菌株的发酵鸡粪对黑水虻幼虫生长发育的影响。结果表明,添加不同菌株的预发酵鸡粪能显著增加预蛹和蛹的重量,显著提高化蛹率并增加雌、雄成虫体长,缩短预蛹所需时间,但对幼虫存活率、成虫羽化率、成虫寿命没有显著影响。同时,不同菌株的作用效果有所不同。     

黑水虻幼虫肠道微生物的功能及组学应用

黑水虻Hemertia illucens幼虫肠道中栖息着许多种类的微生物,这些微生物与宿主之间的相互作用极为复杂,它们可以影响宿主的生长发育、繁殖能力、营养代谢、行为偏好和寿命。此外,它们还可以调节宿主的免疫系统并保护宿主免受病原体的侵害。深入了解微生物与黑水虻的互作机制,有助于优化黑水虻的生长环境,从而实现更高效的人工繁育。相关文章对微生物与黑水虻互作机理进行了总结,但这些研究方法只能提供微生物群落的结构信息,而无法揭示微生物的功能和代谢能力。因此,宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和代谢组学逐渐被应用,这些技术除了提供关于微生物种群的完整分类,还揭示了它们的功能和代谢能力。通过了解肠道菌群的组成和功能,可以有效调整黑水虻的饲料、饲养环境和生长条件,从而提升黑水虻肠道菌群的稳定,提高黑水虻的生产性能和经济效益。     

产漆酶细菌研究方法进展

该文结合作者实验室Bacillus.subtilis WD23的研究情况,综述了产漆酶细菌的筛选方法、细菌菌种鉴定方法、细菌漆酶酶学性质研究方法及细菌漆酶应用的研究方法进展。     

新疆棉花黄萎病菌拮抗细菌的分离、筛选与鉴定

【背景】棉花黄萎病是由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)引起的一种世界性病害,近年来对该病害的生物防治因具有环境友好和人畜安全的特性而倍受关注。【目的】筛选棉花黄萎病高效拮抗细菌并对其进行鉴定,为棉花黄萎病的生物防治扩充菌种资源。【方法】采用稀释涂布平板法分离细菌,并进行拮抗细菌的初筛和复筛,通过形态特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析对筛选到的细菌进行鉴定,确定其分类地位。【结果】初筛分离到535株对病原菌具有拮抗作用的细菌,并选取了108株拮抗细菌进行复筛,最终筛选到了4株优势拮抗细菌。通过形态观察、生理生化特征和16SrRNA基因序列分析,将菌株BHZ-29、SHT-15、SHZ-24和SMT-24分别鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis)、枯草芽孢杆菌斯皮兹仁亚种(Bacillus subtilis subsp. spizizenii)、萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)和香草芽孢杆菌(Bacillus vanillea)。【结论】获得了4株高效拮抗细菌,并且首次报道了香草芽孢杆菌对棉花黄萎病菌具有抑制作用。     

黑水虻肠道细菌抗菌筛选及其活性物质分子鉴定

【目的】从昆虫黑水虻分离的肠道细菌进行抗植物病原菌的拮抗菌筛选,对获得有拮抗活性的肠道细菌进行活性物质的分子鉴定。【方法】用稀释涂布法从水虻肠道中分离菌株,采用平板对峙法进行抗菌筛选,对有抗菌活性的菌株通过生理生化实验、16S rRNA鉴定和进化树分析确定其种属。参考已知脂肽合成关键基因设计引物,以拮抗菌总DNA为模板进行PCR扩增,对目的片段进行测序。【结果】通过抗菌筛选获得一株对水稻黄单胞菌以及小麦纹枯病病原菌等有很强抑制效果的水虻肠道细菌BSF-CL,经鉴定为枯草芽胞杆菌。脂肽合成关键基因PCR结果显示BSF-CL菌株具有脂肽Iturin和Surfactin合成的关键基因。推测BSF-CL很可能合成脂肽Iturin和Surfactin。【结论】从水虻肠道中分离出对水稻黄单胞菌有很强抑菌活性的菌株,分离菌被鉴定为一种枯草芽胞杆菌,通过活性物质的分子克隆鉴定初步推测其活性物质可能为脂肽Iturin和Surfactin。     

一株中温淀粉酶菌株的分离鉴定及其产酶条件分析

利用固体淀粉筛选培养基,从安阳市郊区面粉厂附近的土壤里分离筛选出1株产淀粉酶的菌株,编号为MF-3-2.经过菌株形态、革兰氏染色、16S rDNA鉴定及系统进化树分析,初步确定其为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).摇瓶培养后对其酶学性质研究发现,该菌株淀粉酶的最适温度为65℃,最适pH值为6.0,在pH值4.8～6.0范围内仍能残余70％以上的酶活力.该菌株的最适生长温度为40℃,最适生长pH值为6.5.产酶条件优化结果表明:最适碳源为马铃薯淀粉,最适氮源为豆粕粉,最适碳氮比为1∶15,发酵温度30℃,发酵pH值6.0,装液量10％,种龄10h,接种量5％,转速200 r/min,48 h达到产酶高峰.通过发酵产酶条件优化,其淀粉酶活性达到86.8 U/mL,是优化前的35倍.另外,在酸性条件下还具有较好的活性.因此,该菌株的淀粉酶具有潜在的工业应用前景.     

产Macrolactins的海洋细菌X-2中Ⅰ型PKS基因簇的筛选鉴定与功能分析

Macrolactins是近年来从Actinomadura sp.和Bacillus sp.等海洋来源的微生物中分离的一群24元大环内酯类化合物,具有抗菌、抗病毒和抗肿瘤等生物学活性.本室从东海海泥中分离到一株海洋细菌X-2,可产生多种Macrolactins.本研究自行设计了一套针对I型聚酮合酶(polyketidesynthase,PKS)基因中酮缩合酶(ketosynthase,KS)片段的简并引物,使用PCR方法直接克隆到了X-2基因组中的一段长约645 bp的Ⅰ型KS基因片段,提交GenBank获登录号EF486351,并以之为探针筛选X-2的fosmid基因组文库,得到了3个阳性克隆,测序获得的序列经同源性分析和功能预测,初步证实获得了该菌中负责生物合成Macrolactin的部分Ⅰ型PKS基因簇的功能序列.     

一株产漆酶细菌的分离鉴定及酶学性质研究

[目的]分离获得产漆酶的细菌菌株,研究漆酶的酶学性质并应用于染料脱色.[方法]利用含铜的富集培养基筛选产漆酶细菌;通过形态特征、生理生化试验及16SrDNA序列分析等方法进行鉴定;以丁香醛连氮为底物测定漆酶的酶学性质;通过测定染料在最大吸收波长下吸光值的变化评价漆酶对染料的脱色效果.[结果]从森林土壤中筛选到一株漆酶高产菌株LS05,初步鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);菌株LS05的芽孢漆酶以丁香醛连氮为底物的最适pH为6.6,最适温度为70℃;该酶具有较好的稳定性,经70℃处理10h或在pH 9.0条件下放置10d后可保留活性.对抑制剂SDS和EDTA具有一定的抗性,在碱性条件下可有效脱色不同的工业染料,RB亮蓝、活性黑和靛红1h内的脱色率达93％以上.[结论]Bacillus amyloliquefaciens LS05的芽孢漆酶在高温和碱性条件下稳定性强,相对于真菌漆酶具有更好的工业应用特性,可有效用于工业染料废水的处理.     

一株产常温葡甘聚糖酶的芽孢杆菌的分离、鉴定及产酶发酵条件的研究

以魔芋生粉为唯一碳源的筛选培养基,从魔芋废渣中分离筛选出一株可以降解魔芋生粉的细菌菌株,编号为LS-6。根据16SrDNA序列和生理生化特性,将该菌株鉴定为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。胞内外葡甘露聚糖酶酶活分析结果表明,LS-6产生的葡甘聚糖酶为胞外酶。LS-6产生葡甘聚糖酶的最佳培养基组分和条件是:1%魔芋生粉,0.5%酵母粉,0.5%NaCl,培养基初始pH为6.0,最佳发酵条件是25℃,摇床转速200r/min,培养48h。酶解产物的高效液相色谱分析结果表明,LS-6粗酶液的酶解产物主要为葡萄糖和甘露糖。LS-6的分离为进一步克隆常温葡甘聚糖酶基因和产酶工程菌的构建奠定了基础。     

分解玉米赤霉烯酮菌株的分离、鉴定及其产酶特征

【目的】从发酵食品材料中筛选出对玉米赤霉烯酮(ZEN)有分解作用的微生物,研究其分解效率及产酶特征并进行菌种鉴定。【方法】利用添加ZEN毒素类似物(PL)的固体培养基对25种发酵食品材料进行初筛,获得毒素类似物耐受菌株,经过用ZEN复筛,得到高效分解ZEN的细菌。用高效液相色谱法(HPLC)分析培养物残留ZEN,评价菌株对ZEN的分解效率。初步分析该菌株产纤维素酶、木聚糖酶及β-葡萄糖苷酶的特性。通过微生物形态学、分子生物学方法进行菌种鉴定,确定该菌的系统分类学地位。【结果】从发酵食品材料中筛选出一株分解ZEN的菌株BF-B-3,经初步鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。其ZEN分解率达62.48%,测定该菌产纤维素酶、木聚糖酶及β-葡萄糖苷酶活力分别为160.38、84.51和4.14 U/mL。【结论】枯草芽孢杆菌属于饲用微生物,生物安全性高,所分离到的枯草芽孢杆菌疑似株(Bacillus subtilis)BF-B-3菌株,可作为具有分解ZEN功能的益生菌使用,具有较好的应用前景。     

黑水虻幼虫蛋白及其酶解产物的抗氧化活性研究

为了探究黑水虻Hermetia illucens幼虫蛋白及酶解产物的抗氧化活性,以鲜活黑水虻幼虫冻虫为原料,采用碱提酸沉法提取黑水虻蛋白,通过碱性蛋白酶、菠萝蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶对其蛋白质溶液进行酶解,分别从2,2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）自由基、羟自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基3个方面对黑水虻蛋白及其酶解液的抗氧化能力进行测定。结果表明：黑水虻幼虫蛋白及4种酶解后的蛋白肽具有较好的抗氧化活性,其中黑水虻幼虫蛋白对ABTS自由基、羟自由基、DPPH自由基的半抑制浓度（IC50）分别为2.91、0.232、0.764 mg/mL,而酶解过后的蛋白肽具有更强的抗氧化活性,对ABTS自由基、羟自由基、DPPH自由基的最低半抑制浓度（IC50）分别为0.295、0.082、0.354 mg/mL。本研究初步证明了酶解制备抗氧化肽的可行性,为昆虫蛋白资源的利用和无抗饲料的研制提供了新的研究思路。     

黑水虻幼虫和预蛹的饲料价值研究进展

黑水虻Hermetia illucens L.是一种全世界广泛分布的资源昆虫,幼虫在自然界以动物粪便、腐烂的有机物,如腐肉、腐烂的水果、蔬菜和植物性垃圾为食,能够被用于畜禽粪便的无害化处理。黑水虻幼虫在将粪便转化成昆虫生物量的同时,减少了粪便的污染。利用畜禽粪便饲养的黑水虻幼虫干重达到42%～43%,其中粗蛋白含量占干重的42%～44%,脂肪含量占干重的31%～35%,灰份占干重的11%～15%,钙质占干重的4.8%～5.1%,磷占干重的0.60%～0.63%。使用粪便饲养的幼虫和预蛹,含有丰富的必需氨基酸和矿物质,是家禽、家畜和鱼类养殖的良好饲料来源。文章综述利用不同动物粪便饲养的黑水虻幼虫和预蛹的饲料价值及其幼虫和预蛹用于鸡、猪和鱼类饲料添加剂的研究进展。     

Detection of antimicrobial substances from larvae of the black soldier fly,Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae)

Maggots have become highly successful in the treatment of non‐healing wounds and multidrug‐resistant pathogen infections. The main objective of this study was to extract antibacterial substances from larvae of the black soldier fly, Hermetia illucens. To induce immune responses, we septically injured the larvae with a contaminated needle. Lyophilized H. illucens larvae were homogenized and extracted with acidic methanol. We examined the antifungal and antibacterial effects of the low molecular weight antimicrobial factors within the larval extract on the growth of a broad range of microorganisms, including Gram‐positive Staphylococcus aureus, methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA), and Gram‐negative Pseudomonas aeruginosa. Furthermore, we isolated the anti‐MRSA substances from the larval extract using high performance liquid chromatography. These investigations revealed that the larval extract possessed a broad‐spectrum of antibacterial activity, demonstrating that secretions of H. illucens larvae prove useful in the fight against MRSA and can potentially be a source of novel antibiotic‐like compounds for infection control.     

Establishment of highly efficient transgenic system for black soldier fly (Hermetia illucens)

The black soldier fly (BSF), Hermetia illucens, is a promising insect for mitigating solid waste problems as its larvae are able to bioconvert organic waste into valuable biomass. We recently reported a high-quality genome assembly of the BSF; analysis of this genome sequence will further the understanding of insect biology and identify genes that can be manipulated to improve efficiency of bioconversion. To enable genetic manipulation of the BSF, we have established the first transgenic methods for this economically important insect. We cloned and identified the ubiquitous actin5C promoter (Hiactin5C-p3k) and 3 endogenous U6 promoters (HiU6:1, HiU6:2, and HiU6:3). The Hiactin5C promoter was used to drive expression of a hyperactive variant of the piggyBac transposase, which exhibited up to 6-fold improvement in transformation rate when compared to the wild-type transposase. Furthermore, we evaluated the 3 HiU6 promoters using this transgenic system. HiU6:1 and HiU6:2 promoters provided the highest knockdown efficiency with RNAi and are thus promising candidates for future Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) development. Overall, our findings provide valuable genetic engineering toolkits for basic research and genetic manipulation of the BSF.     

虻粪二次堆肥生化特性的动态变化趋势及其微生物演替规律

[目的] 通过培养试验动态观察了虻粪在后续二次堆肥过程中生化特性的动态变化趋势,研究了堆体微生物生态的动态演替规律,讨论了虻粪二次堆肥的稳定化机理。[方法] 采取盛有虻粪的圆桶埋入大条垛发酵堆体的动态培养试验,在为期49 d的测试期内间隔7 d动态采样,采用16S rRNA高通量测序开展虻粪堆体样品的微生物多样性与群落结构分析以及代谢功能预测。[结果] 虻粪堆体经历2周快速升温至68.7℃后,逐步降温至第49天的37.7℃,总有机碳、溶解性有机质（DOM）、pH分别达到67.3%、18.4 g/kg、8.0。在堆体熟腐过程中,Shannon指数、Simpson指数和Chao1指数等微生物多样性水平均随堆肥进程而快速增加,而后缓慢下降至结束时的7.45、0.98和985。16S rRNA测序发现,Bacteroidetes（拟杆菌门）、Firmicutes（厚壁菌门）、Proteobacteria（变形菌门）与Actinobacteria（放线菌门）等是堆体微生物群落的主要菌群。与此同时,Corynebacteriaceae（棒状杆菌科）从初始的35.7%下降至结束时的6.5%,Flavobacteriaceae（黄杆菌科）则从3.22%逐步增长至12.6%,Porphyromonadaceae（单胞菌科）快速增加至11.5%之后缓慢下降至与初始水平相当的5.1%。PICRUSt预测发现,在整个虻粪堆肥过程中,氨基糖和核苷酸糖代谢、碳固定通路、甲烷代谢等功能平均相对丰度保持较强水平,且均在堆肥中期（第15–35天）出现峰值,后续均呈现下降态势。脂肪代谢、不饱和脂肪酸生物合成代谢、多环芳烃降解以及硫代谢等平均相对丰度较弱的代谢功能呈现先降后升的特征。[结论] 虻粪二次堆肥过程中,物料含水量与DOM快速下降、有机质降解逐步完成以及物料微生物结构与功能趋于稳定等,堆制腐熟后的虻粪生化性质稳定,有利于虻粪有机肥农田再利用。     

进境小麦下脚料养殖黑水虻幼虫的饲料配比研究

黑水虻Hermetia illucens是一种备受关注的资源昆虫,主要用于处理粪便和餐厨余垃圾,虫体也可作为蛋白源进入下游的牲畜饲料。本研究以黑水虻幼虫为试验对象,设置5个不同配比的黑水虻饲料配方,探究进境小麦下脚料用于黑水虻饲养的可行性。研究发现,黑水虻幼虫抗逆性极好,不同饲料配方饲养的黑水虻幼虫存活率均超过95%。幼虫干虫的营养成分分析表明,进境小麦下脚料所养殖的幼虫蛋白成分可达45%,油脂含量可达30%,比常规蛋白饲料豆粕的44.2%蛋白含量稍高。综合黑水虻幼虫鲜重、干重、干重率以及饲料降解量的养殖结果,小麦下脚料含量为60%的饲料配方具有最佳的转化产出。     

黑水虻消化道形态及组织结构的观察

本文比较了不同发育阶段黑水虻Hermetia illucens消化道的形态学差异,掌握了幼虫消化系统的组织学特征。利用体视镜观察黑水虻5龄幼虫、预蛹及成虫的消化道形态,利用光学显微镜和扫描电镜观察幼虫消化道各段(前肠、中肠、后肠)的显微及超微结构。结果表明：黑水虻幼虫及预蛹的消化道均由前肠(食道和前胃)、中肠及后肠组成,从幼虫到成虫,消化道的长度不断缩短。与幼虫和预蛹相比,成虫消化道形态变化明显,前胃消失,出现了嗉囊及胃盲囊,中肠进一步缩短,后肠分化为回肠、结肠和直肠。组织学观察结果显示,幼虫的唾液腺开口于口腔,由膨大的管状腺体和腺管组成。食道由特化为角质刺突的内膜层及发达的肌层组成,其末端延伸至前胃。前胃膨大为球状,包括三层组织结构。根据上皮细胞形态的差异,中肠可分为四个区段。后肠薄,肠腔内褶丰富,肠壁可见数量较多的杆状细菌。马氏管开口于中、后肠交界处,包括4支盲管,管内壁密布微绒毛。黑水虻消化道形态随发育阶段的变化,反映了各阶段摄食及消化生理的差异。幼虫消化道各段具有各自典型的组织学特征,其前、中、后肠可能分别承担了食物接纳与初步消化、消化与吸收以及重吸收功能。本研究结果为进一步了...     

Nutritional composition of black soldier fly larvae feeding on agro-industrial by-products

Black soldier fly (BSF) larvae, Hermetia illucens L. (Diptera: Stratiomyidae), bio-convert organic side streams into high-quality biomass, the composition of which largely depends on the side stream used. In the present study, BSF larvae were reared on feed substrates composed of dried brewers’ spent grains, each supplemented with either water, waste brewer’s yeast, or a mixture of waste brewer’s yeast and cane molasses to obtain 12 different substrates: barley/water, barley/yeast, barley/yeast/molasses, malted barley/water, malted barley/yeast, malted barley/yeast/molasses, malted corn/water, malted corn/yeast, malted corn/yeast/molasses, sorghum-barley/water, sorghum-barley/yeast, and sorghum-barley/yeast/molasses. The crude protein, fat, ash, and mineral contents of the BSF larvae fed each feed substrate were quantified by chemical analyses. The effect of substrate, supplementation, and their interaction on crude protein, fat, and ash contents of BSF larval body composition was significant. Calcium, phosphorus, and potassium were the most abundant macrominerals in the larvae and their concentrations differed significantly among substrates. These findings provide important information to support the use of BSF larval meal as potential new source of nutrient-rich and sustainable animal feed ingredients to substitute expensive and scarce protein sources such as fishmeal and soya bean meal.     

黑水虻卵胚胎发育过程及在生产上的应用

黑水虻作为近年来广受关注的资源昆虫,其规模化应用的基础理论研究成为热点。本文对其胚胎发育过程进行研究,利用显微镜对资源昆虫黑水虻卵孵化发育过程进行观察并拍照,对胚胎各个时期的发育时间和形态进行记录。试验发现,在32℃下,黑水虻卵的发育历期为51 h。黑水虻的胚胎发育经过卵裂期、胚盘胚带形成期、原肠形成期、胚体分节期、体壁形成期、器官形成期6个典型时期。试验对孵化过程中的15个具体发育时期的特征和发育时间进行记录,形成了一套虫卵镜检技术应用于实际生产。在生产上,通过镜检技术对每一批次待孵化虫卵进行镜检观察,可初步判定该批次待孵化虫卵所处的发育阶段和死亡率,预估虫卵孵化时间和孵化率,为规模化稳定培育黑水虻苗种提供理论依据。