霍氏肠杆菌对黑腹果蝇生长和发育的影响

【背景】共生菌群可以影响宿主的生理、代谢以及神经行为,黑腹果蝇是研究宿主与共生菌作用机制的优秀遗传模型。【目的】分离和鉴定黑腹果蝇体内的共生菌,并研究其对果蝇生长和发育的影响。【方法】利用YG固体培养基分离果蝇肠道菌;革兰氏染色、生化鉴定和16S rRNA基因比对鉴定菌种;体内定殖和世代传递实验验证细菌与果蝇的共生关系;建立无菌和悉菌模型,通过发育历期和生长速率来验证其促生长作用;RT-PCR检测促生长分子基因表达;免疫荧光染色检测果蝇肠道细胞的增殖;葡萄糖氧化酶法检测葡萄糖浓度。【结果】分离到一株能够明显促进果蝇生长发育的细菌,经鉴定为霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei),该菌可以稳定定殖于黑腹果蝇肠道以及培养基内,而且可以世代垂直传递。该菌可明显地促进果蝇的生长,并通过加速促胸腺激素的分泌来发挥促生长作用,同时可以促进果蝇肠道细胞的增殖。霍氏肠杆菌相较于无菌果蝇可以降低体内葡萄糖水平。【结论】霍氏肠杆菌是黑腹果蝇的有益共生菌,实验证实其可以促进果蝇的生长和发育。     

植物乳杆菌促进黑腹果蝇生长发育

【目的】检测乳酸菌对果蝇发育历期的影响,进一步探讨其对果蝇促生长的分子机制。【方法】利用选择性培养基MRS从黑腹果蝇Drosophila melanogaster体内分离乳酸菌,利用革兰氏染色、生化方法及16S rRNA基因进行鉴定;通过体内定植和世代传递实验验证该菌是黑腹果蝇的共生菌;采用悉生模型检测乳酸菌对黑腹果蝇发育的促生长作用;利用实时定量PCR技术检测黑腹果蝇体内促前胸腺激素基因PTTH和胰岛素通路相关基因InR的表达水平;利用葡萄糖试剂盒检测血淋巴液葡萄糖浓度。【结果】从黑腹果蝇中分离到的菌株鉴定为植物乳杆菌Lactobacillus plantarum FY1菌株(Gen Bank登录号:KY038178),可在黑腹果蝇肠道内定植,每个肠道定植量约为104CFU,并能在世代间稳定传递。FY1菌株体外发酵可降低p H值至5.2,可诱导无菌果蝇卵至蛹发育时间由20.0 d缩短至6.9 d,卵至成虫发育时间由30.0 d缩短至10.7 d,其生长速率是无菌果蝇的约2倍。实时定量PCR结果表明,FY1菌株显著地提前了PTTH表达高峰期,同时降低果蝇中InR表达水平,血淋巴液葡萄糖浓度从5.1 mg/mL降低至2.7 mg/mL。【结论】植物乳杆菌是黑腹果蝇的一种益生菌,推测能通过胰岛素信号通路促进宿主黑腹果蝇的生长和发育。     

共生大肠杆菌促进黑腹果蝇生长发育

【背景】共生菌对宿主的很多生理功能有着重要影响,但微生物菌群的多样性和复杂性使得探索其潜在的机制存在困难。黑腹果蝇的无菌和悉菌模型可以被用来研究细菌和宿主的相互作用。【目的】分离和鉴定果蝇肠道大肠杆菌,并研究其对宿主生长发育的影响。【方法】利用大肠杆菌选择性培养基分离果蝇肠道大肠杆菌,通过16S rRNA基因序列比对鉴定菌株。利用体外和体内定殖实验验证共生关系。通过果蝇的发育历期和生长速率实验检测该细菌对宿主生长发育的影响。利用RT-qPCR技术对促胸腺激素及胰岛素信号通路相关基因的表达水平进行检测。【结果】从实验室饲养和野生果蝇肠道体内分离并鉴定得到大肠杆菌。体内和体外定殖试验中大肠杆菌可以和果蝇肠道共生菌共存,说明大肠杆菌是果蝇肠道共生菌。另外,大肠杆菌通过提高果蝇生长速率促进其发育。在分子水平上,大肠杆菌可以激活果蝇体内脑促胸腺激素和胰岛素信号通路相关基因的表达。【结论】大肠杆菌是果蝇肠道共生菌并能促进果蝇生长发育。     

共生大肠杆菌促进黑腹果蝇生长发育（英文）

【背景】共生菌对宿主的很多生理功能有着重要影响,但微生物菌群的多样性和复杂性使得探索其潜在的机制存在困难。黑腹果蝇的无菌和悉菌模型可以被用来研究细菌和宿主的相互作用。【目的】分离和鉴定果蝇肠道大肠杆菌,并研究其对宿主生长发育的影响。【方法】利用大肠杆菌选择性培养基分离果蝇肠道大肠杆菌,通过16S rRNA基因序列比对鉴定菌株。利用体外和体内定殖实验验证共生关系。通过果蝇的发育历期和生长速率实验检测该细菌对宿主生长发育的影响。利用RT-qPCR技术对促胸腺激素及胰岛素信号通路相关基因的表达水平进行检测。【结果】从实验室饲养和野生果蝇肠道体内分离并鉴定得到大肠杆菌。体内和体外定殖试验中大肠杆菌可以和果蝇肠道共生菌共存,说明大肠杆菌是果蝇肠道共生菌。另外,大肠杆菌通过提高果蝇生长速率促进其发育。在分子水平上,大肠杆菌可以激活果蝇体内脑促胸腺激素和胰岛素信号通路相关基因的表达。【结论】大肠杆菌是果蝇肠道共生菌并能促进果蝇生长发育。     

共生表皮葡萄球菌促进果蝇胚后发育

【背景】动物体定殖有多种共生微生物,这些共生微生物严重影响着宿主生理和病理,日益成为研究热点之一。【目的】分离与鉴定黑腹果蝇共生菌,探究表皮葡萄球菌对黑腹果蝇的发育影响和潜在作用机制。【方法】用CEM培养基(Carotenoid expression medium)从果蝇肠道内分离细菌,通过16SrRNA基因序列比对鉴定菌株;以发育时间和幼虫表面积检测果蝇的发育时期和生长速率;利用实时定量PCR检测果蝇促前胸腺激素与胰岛素通路的激活。【结果】从果蝇体内分离到的菌株为表皮葡萄球菌,该菌可以有效定殖于果蝇的肠道。表皮葡萄球菌通过提高果蝇生长速率而显著促进其发育。在分子水平上,表皮葡萄球菌激活PTTH和胰岛素信号以刺激宿主的生长发育。【结论】表皮葡萄球菌是果蝇的一种共生菌,可以通过调控PTTH和胰岛素信号而刺激果蝇生长发育。     

肠道哈夫尼菌促进黑腹果蝇的发育

目的分离和鉴定黑腹果蝇肠道共生微生物,并研究其促进果蝇身体发育的功能。方法利用Hungate滚管技术,分离厌氧细菌;运用定植实验证明其为果蝇肠道共生菌;用悉菌实验来检测细菌对果蝇发育的影响。结果本研究从野外捕获的果蝇体内分离到蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei),而且证实它能够在果蝇肠道内有效地定植并且能在培养基中稳定持续地存在,说明蜂房哈夫尼菌是果蝇肠道共生菌。此外,蜂房哈夫尼菌能显著地缩短无菌果蝇的发育周期及提高生长速率。结论证明了蜂房哈夫尼菌是果蝇肠道的共生菌,并且其可以有效地促进果蝇的生长发育。     

类肠膜魏斯氏菌通过调节蜕皮激素和胰岛素通路促进黑腹果蝇生长发育（英文）

【目的】本研究旨在揭示果蝇乳酸菌类肠膜魏斯氏菌Weisellas paramesenteroides对黑腹果蝇Drosophila melanogaster生长发育的影响。【方法】利用选择性培养基分离黑腹果蝇成虫肠道乳酸菌,通过16S rRNA基因序列比对鉴定菌株。通过统计从卵至蛹化和羽化的时间检测果蝇发育历期,并以幼虫体表面积为指标检测果蝇生长速率。利用qPCR检测产卵后不同时间生长激素信号通路基因(dib,E74B和PTTH)及胰岛素信号通路基因(DILP2,DILP3和InR)的表达。通过葡萄糖氧化酶法检测3龄幼虫血淋巴中的葡萄糖水平。【结果】从黑腹果蝇成虫肠道内分离到类肠膜魏斯氏菌,并可以在果蝇肠道内有效定殖。类肠膜魏斯氏菌通过提高果蝇生长速率缩短果蝇卵至蛹化和羽化的时间。qPCR结果显示,类肠膜魏斯氏菌增加了dib,E74B和PTTH的表达量,同时增加了DILP2和DILP3的表达量,降低了InR表达量和幼虫血淋巴中的葡萄糖水平。【结论】类肠膜魏斯氏菌是黑腹果蝇的一种共生菌,通过激活蜕皮激素和胰岛素信号通路,促进生长发育。     

一株东方醋酸杆菌分离与其促进果蝇生长发育

【目的】分离与鉴定黑腹果蝇体内醋酸杆菌,并研究其对宿主生长发育的促进作用。【方法】利用醋酸杆菌选择性培养基分离果蝇肠道醋酸杆菌;通过革兰氏染色和16S rRNA基因比对鉴定菌种;肠道定植实验验证共生关系;发育历期和生长速率实验检测其促进果蝇生长作用;免疫荧光染色技术检测肠道细胞增殖;RT-PCR法检测促生长的分子标志物和相关的信号通路。【结果】菌株为东方醋酸杆菌(Acetobacter orientalis),可以持续地定植在果蝇肠道及其培养基中,并且明显促进果蝇的生长。东方醋酸杆菌通过胰岛素信号通路增加肠分裂细胞的数量和促进蜕皮激素的分泌。【结论】东方醋酸杆菌是果蝇的一种共生菌,对果蝇肠道结构和机体发育具有重要的作用。     

共生乳酸乳球菌加速黑腹果蝇发育（英文）

为了从果蝇肠道内分离乳酸乳球菌,并研究它对宿主发育历期的影响,用MRS培养基从果蝇肠道内分离细菌,并经16S rRNA基因序列比对确定菌种;随后,检测果蝇的发育历期和生长速率。其中,免疫荧光染色和实时定量PCR分别用于检测肠道细胞增殖和促胸腺激素与胰岛素通路的激活;葡萄糖氧化酶法用于检测葡萄糖浓度。结果显示,从果蝇体内分离到一株乳酸乳球菌,该菌可以在果蝇肠道内有效定植,并通过生长速率促进果蝇的发育历期。在细胞水平上,乳酸乳球菌相关果蝇肠道内有丝分裂细胞约是无菌果蝇的6倍。在分子水平上,乳酸乳球菌激活荷尔蒙和胰岛素信号以刺激机体全身性增长。综上所述,乳酸乳球菌是果蝇的共生菌,可以通过荷尔蒙和胰岛素信号刺激果蝇的生长和发育。     

果蝇共生菌降低有害真菌的毒性

【背景】目前对于如何解决有害真菌对黑腹果蝇的致死性病理研究较少,对共生菌抑制有害真菌的研究引起普遍关注。【目的】检测黑腹果蝇共生菌对病原性真菌的拮抗作用,揭示共生菌提高果蝇的适合度。【方法】利用PDA培养基分离黑腹果蝇食物中真菌;利用形态和rDNAITS基因序列比对进行真菌的鉴定;通过测量菌落直径、孢子数量以及菌丝分枝数量以评定真菌的生长;利用存活率评估病原真菌的毒性;建立无菌和悉生模型,通过发育历期验证其共生菌与病原性真菌的竞争作用;利用双向选择食物装置检测共生菌抑制病原真菌的效果。【结果】从果蝇食物中分离出的真菌经鉴定为拟茎点霉(Phomopsis),可显著地降低成年果蝇的存活率和延缓果蝇发育。东方醋酸杆菌在体外可明显抑制拟茎点霉的生长,有效地减轻拟茎点霉对果蝇的致死作用,挽救了拟茎点霉导致的果蝇发育延滞,改善了果蝇产卵对拟茎点霉的趋避作用。【结论】拟茎点霉是果蝇的一株条件性病原真菌,而东方醋酸杆菌可以有效地减轻拟茎点霉对果蝇生长发育和存活率的损害,从而提高果蝇适合度。     

缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段影响黑腹果蝇的睡眠时间

【目的】果蝇的睡眠活动具有生物节律性, 可受到基因的调控。为了寻找影响果蝇睡眠时间的基因, 本研究对与果蝇睡眠时间相关的基因型进行了筛选。【方法】选择黑腹果蝇Drosophila melanogaster基因缺失系5601, 8904, 7061, 7146, 27327, 669, 8103, 691, 9697, 24416, 26525, 5411, 3096, 5877和7682的7日龄成虫和野生CS品系7日龄成虫为研究对象, 利用果蝇活动监测器系统（Drosophila Activity Monitoring System, DAMS）, 记录果蝇的睡眠时间, 累计计算24 h内果蝇睡眠时间, 将测得的各品系果蝇睡眠时间进行对比分析。【结果】与野生型CS品系7日龄成虫相比, 缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段的 5601品系7日龄成虫睡眠时间明显缩短（P<0.001）。【结论】缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段与果蝇睡眠有关。本研究结果为揭示影响果蝇睡眠时间的基因提供数据支持, 进而为研究人类睡眠提供线索。     

Low-diversity bacterial community in the gut of the fruitfly Drosophila melanogaster

The bacteria in the fruitfly Drosophila melanogaster of different life stages was quantified by 454 pyrosequencing of 16S rRNA gene amplicons. The sequence reads were dominated by 5 operational taxonomic units (OTUs) at ≤ 97% sequence identity that could be assigned to Acetobacter pomorum, A. tropicalis, Lactobacillus brevis, L. fructivorans and L. plantarum. The saturated rarefaction curves and species richness indices indicated that the sampling (85,000-159,000 reads per sample) was comprehensive. Parallel diagnostic PCR assays revealed only minor variation in the complement of the five bacterial species across individual insects and three D. melanogaster strains. Other gut-associated bacteria included 6 OTUs with low %ID to previously reported sequences, raising the possibility that they represent novel taxa within the genera Acetobacter and Lactobacillus. A developmental change in the most abundant species, from L. fructivorans in young adults to A. pomorum in aged adults was identified; changes in gut oxygen tension or immune system function might account for this effect. Host immune responses and disturbance may also contribute to the low bacterial diversity in the Drosophila gut habitat.     

Flies on steroids: the interplay between ecdysone and insulin signaling

In the fruit fly Drosophila melanogaster, the insulin and ecdysone signaling pathways have long been known to regulate growth and developmental timing, respectively. Recent findings reveal that crosstalk between these pathways allows coordination of growth and developmental timing and thus determines final body size.     

短小乳杆菌的代谢产物对黑腹果蝇产卵选择性的影响

【目的】研究黑腹果蝇Drosophila melanogaster对短小乳杆菌Lactobacillus brevis有氧与无氧代谢产物的产卵选择,并解析这些代谢产物影响果蝇产卵行为的机制和生物学意义。【方法】应用产卵双选择装置,检测成年雌果蝇产卵的选择行为;利用黑暗条件(暗盒)、嗅觉突变体和摘除前足味觉感受器的方式探究介导该行为的感觉系统;通过在不同浓度乳酸(0, 70, 280 mmol/L)的培养基上培养黑腹果蝇,探究乳酸对其后代的发育历期和存活率的影响;利用免疫荧光染色法检测乳酸对果蝇肠道上皮细胞增殖情况的影响。【结果】短小乳杆菌无氧代谢产物引起成年雌性黑腹果蝇产卵避性,产卵指数为-0.47;短小乳杆菌有氧代谢产物乳酸含量为0.4 mmol/L,无氧代谢产物乳酸含量为126.8 mmol/L;雌性果蝇对乳酸同样产生产卵避性反应,且产卵避性随乳酸浓度的增高而增强。切除前足的果蝇对乳酸的产卵避性显著降低。与对照相比, 70 mmol/L的乳酸使幼虫的成蛹时间和成虫羽化时间分别延长了1.42 d和1.17 d,存活率降低了36.0%。乳酸明显破坏肠道上皮的完整性,促进肠道上皮细胞的增殖。【结论】短小乳杆菌无氧代谢产物引起成年果蝇产卵避性。果蝇主要通过味觉感知短小乳杆菌无氧代谢产物乳酸,这引起果蝇产卵避性,从而提高后代的生长发育和幼虫的存活率。     

Challenge of Drosophila melanogaster with Cryptococcus neoformans and role of the innate immune response

We found that the ingestion of Cryptococcus neoformans by Drosophila melanogaster resulted in the death of the fly but that the ingestion of Saccharomyces cerevisiae or the nonpathogenic Cryptococcus kuetzingii or Cryptococcus laurentii did not. The C. neoformans protein kinase A and RAS signal transduction pathways, previously shown to be involved in virulence in mammals, also played a role in killing DROSOPHILA: Mutation of the Toll immune response pathway, the predominant antifungal pathway of the fly, did not play a role in Drosophila defense following ingestion of the yeast. However, the Toll pathway was necessary for the clearance of C. neoformans introduced directly into the hemolymph of D. melanogaster and for the survival of systemically infected flies.