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表皮是昆虫抵御外界环境的第一道屏障,表皮表面有大量微生物附着,昆虫在长期进化过程中与微生物形成了复杂的共生关系,使昆虫拥有更强的适应能力。然而,昆虫表皮微生物尚缺乏系统研究。飞蝗是重要的农业害虫,主要危害禾本科植物类重要的农作物,造成作物产量巨大损失。而关于蝗虫表皮菌群结构组成和群落多样性的研究很少。本文以飞蝗(Locusta migratoria)为研究对象,采用宏基因组高通量测序技术和传统分离培养法的研究方法,分析飞蝗表皮细菌和真菌的多样性,比较飞蝗表皮发育不同时期,其表面微生物的差异,为筛选对飞蝗发育具有保护作用的微生物提供基础。主要研究结果如下:一、飞蝗表皮细菌群落多样性选择刚蜕皮未鞣化的五龄1天若虫(简称N5D1)和蜕皮后3天若虫(简称N5D3),采用高通量测序技术对飞蝗表皮微生物的16S r RNA基因片段V3-V4区进行测序,分析飞蝗表皮细菌群落多样性。发现鉴定到的飞蝗表皮细菌分类阶元隶属于22个门,44个纲,92个目,145个科,257个属,168个种。N5D1若虫中以厚壁菌门(Firmicutes,50.62%)为优势菌,在N5D3若虫中以变形菌门(Proteobacteria,37.67%)为优势菌。在属水平上,魏斯氏菌属(Weissella,1.93%-34.94%)为优势菌属,在N5D1中丰度较高。在种水平上,N5D1飞蝗表皮细菌种类(168种)比N5D3表皮细菌(140种)多28种。格氏乳球菌(Lactococcus garvieae,7.97%)为优势菌属,在N5D1中丰度高。多样性指数分析表明,飞蝗N5D1若虫表皮细菌多样性水平较高,而N5D3若虫较低。二、飞蝗表皮真菌群落多样性采用高通量测序技术对飞蝗表皮微生物的ITS1区进行测序分析,检测到飞蝗N5D1和N5D3若虫表皮真菌注释到的主要分类阶元隶属于5个门,15个纲,30个目,45个科,65个属,56个种。样本均以子囊菌门(Ascomycota,58.07%-99.05%)中的真菌为优势菌。在属水平上,N5D3表皮优势菌为季也蒙毕赤酵母属(Meyerozyma,39.54%),其次为曲霉属(Aspergillus,22.41%-22.89%),在N5D1飞蝗表皮丰度较高。在种水平上,优势菌种为分布在N5D3若虫中的卡利比克迈耶氏酵母(Meyerozyma caribbica)。通过比较两个时期表皮真菌中的差异菌株,可以看出飞蝗N5D1若虫表皮真菌多样性水平与N5D3若虫表皮真菌无明显差异。N5D1飞蝗表皮上的4种真菌:光滑端梗霉(Acrophialophora levis)、嗜热栖热菌(Mycothermus thermophilus)、(Acaulium caviariforme)、嗜热雷米氏菌(Remersonia thermophila),在N5D3中未发现;而N5D1飞蝗表皮上不含有:贺氏乳杆菌(Lactarius horakii)、两型蜡蚧菌(Lecanicillium dimorphum)、短柄微球菌(Microascus brevicaulis)3种真菌。三、飞蝗表皮微生物的传统分离培养鉴定采用传统培养法在N5D1飞蝗若虫表皮中分离鉴定出7株细菌,包括:考氏科萨克氏菌(Kosakonia cowanii)、粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)、霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei)、假格里尼翁苍白杆菌(Ochrobactrum pseudogrignonense)、科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)、芬氏纤维微菌(Cellulosimicrobium funkei)和树枝状微杆菌(Microbacterium arborescens)。在N5D3飞蝗若虫表皮中鉴定出6株细菌,包括:睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni)、鸡葡萄球菌(Staphylococcus gallinarum)、粘质沙雷氏菌(S.marcescens)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)和科氏葡萄球菌(S.cohnii)。其中,粘质沙雷氏菌(S.marcescens)和科氏葡萄球菌(S.cohnii)在两组样品中均被鉴定出,属优势菌。这13株细菌分属变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),与高通量测序结果相一致。采用传统培养法在N5D1飞蝗若虫表皮中分离出2株真菌,包括:季也蒙毕赤酵母菌(Meyerozyma guilliermondii)和镰刀霉菌(Fusarium sp.)。N5D3飞蝗表皮鉴定出的2株真菌为桔假丝酵母(Candida quercitrusa)和季也蒙毕赤酵母(M.guilliermondii)。其中,季也蒙毕赤酵母(M.guilliermondii)在两组样品中均被鉴定出,属优势菌。传统培养法鉴定出的飞蝗表皮真菌均属于子囊菌门(Ascomycota),与高通量测序结果相一致。通过高通量测序技术和传统纯培养技术鉴定到的细菌和真菌,对飞蝗表皮关键微生物相关基因的分析和微生物功能的解析奠定了坚实的基础,为飞蝗的绿色防控提供更多有力信息和理论数据。