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丝光绿蝇Lucilia sericata属于双翅目丽蝇科丽蝇亚科，世界性分布，是常见的医学媒介昆虫，能机械性传播多种病原微生物，可在人体腐臭的伤口、疮疖内产卵或寄生在人消化道、伤口、五官等部位，引起人的消化道蝇蛆病、鼻蝇蛆病等，威胁着人类健康；亦可引起家畜以及家禽的蝇蛆病，对畜牧业有较大的危害。幼虫具有尸食性，该特点也使其在环境净化和法医昆虫学领域等方面有很大的应用价值。丝光绿蝇分布广和食性杂等特点是否与其肠道细菌有关，迄今尚未有相关报道。
本研究从丝光绿蝇各虫态体内肠道细菌组成入手，探讨了肠道细菌在丝光绿蝇各虫态中的变化规律及其主要的生物学功能，取得如下结果。
1丝光绿蝇各虫态体内肠道细菌的组成
采用传统分离纯培养法和基于宏基因组的高通量测序技术，检测了丝光绿蝇卵、幼虫、蛹和未进食成蝇的肠道细菌。通过传统分离纯培养法，在丝光绿蝇体内分离到肠道细菌共37种。卵内未分离到细菌，幼虫体内分离到细菌24种，蛹内26种，未进食成蝇5种。
宏基因组16s rDNA测序结果表明，获得丝光绿蝇幼虫和蛹体内菌群的优质序列共468682条，长度大多集中在393bp，主要优势细菌为普罗维登斯菌属Providencia、变形杆菌属Proteus和香味菌属Myroides。
2丝光绿蝇肠道细菌产消化酶活性分析
对丝光绿蝇肠道中分离到的37种细菌，利用平板筛选法研究其产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶和脂肪酶的能力，筛选到有分泌消化酶能力的细菌共计32种，占总数的86.5%，表明丝光绿蝇肠道细菌有较强的分泌消化酶能力。其中，产蛋白酶菌株有16种，产脂肪酶菌株有23种，产淀粉酶菌株有17种，未筛选到产纤维素酶的细菌；
从虫态上分析，能分泌脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶的产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca存在于丝光绿蝇幼虫和蛹阶段，松鼠葡萄球菌Staphylococcus sciuri存在于丝光绿蝇幼虫、蛹和刚羽化未进食成蝇体内。11种可分泌蛋白酶和脂肪酶细菌中常州鞘氨醇杆菌Sphingobacterium changzhouense、解鸟氨酸拉乌尔菌Raoultella ornithinolytica、白色杆菌Leucobacter holotrichiae、屎肠球菌Enterococcus faecium是幼虫所特有细菌；谷氨酸棒状杆菌Corynebacterium glutamicum、斯氏普罗威登斯菌Providencia stuartii、液化沙雷菌Serratia liquefacien、缺陷短波单孢菌Brevundimonas diminuta、无色杆菌Achromobacter insolitus是蛹所特有细菌。2种分泌蛋白酶和淀粉酶的菌株，其中巨大芽胞杆菌Bacillus megaterium是幼虫所特有细菌，维德曼芽孢杆菌Bacillus wiedmannii是蛹所特有细菌；分泌脂肪酶和淀粉酶能力的8种细菌，幼虫特有细菌2种，分别是解糖肠球菌Enterococcus saccharolyticus和闪板硫菌Lampropedia puyangensis，蛹特有菌株是金橙黄微小杆菌Exiguobacterium aurantiacum；微杆菌Microbacterium sorbitolivorans、阿氏节杆菌Arthrobacter arilaitensis存在幼虫期和蛹期。鸡葡萄球菌Staphylococcus gallinarum、变异棒杆菌Corynebacterium variabile和普罗威登斯菌Providencia vermicola存在于丝光绿蝇幼虫、蛹和刚羽化未进食成蝇体内。
3丝光绿蝇肠道细菌对其雌蝇产卵和幼虫取食的影响
通过产卵选择试验表明，对丝光绿蝇产卵行为有显著诱导作用的细菌有5种，分别为产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca、白色杆菌Leucobacter holotrichiae、芽孢杆菌Bacillus haynesii、气味类香菌Myroides odoratus、拟香味类香味菌Myroides odoratimimus；其中白色杆菌Leucobacter holotrichiae是幼虫特有细菌，芽孢杆菌Bacillus haynesii是蛹特有细菌，产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca、气味类香菌Myroides odoratus和拟香味类香味菌Myroides odoratimimus在幼虫和蛹内均有分布。
对丝光绿蝇产卵行为有显著抑制作用的菌株有4种，分别是粪产碱杆菌Alcal-i genes faecalis、解鸟氨酸拉乌尔菌Raoultella ornithinolytica、溶血不动杆菌Acinetoba-cter haemolyticus、变异棒杆菌Corynebacterium variabile。其中解鸟氨酸拉乌尔菌Raoultella ornithinolytica和溶血不动杆菌Acinetobacter haemolyticus是幼虫特有菌株；粪产碱杆菌Alcaligenes faecalis在幼虫和蛹体内均存在；变异棒杆菌Corynebacterium variabile存在于丝光绿蝇幼虫、蛹和未进食成蝇体内。其余肠道细菌对其产卵行为无显著影响。
通过取食选择试验表明，有9种肠道细菌对丝光绿蝇幼虫的取食有显著引诱作用，分别是粪产碱杆菌Alcaligenes faecalis、产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca、常州鞘氨醇杆菌Sphingobacterium changzhouense、谷氨酸棒状杆菌Corynebacterium glutamicum、闪板硫菌Lampropedia puyangensis、雷氏普罗威登斯菌Providenciarettgeri、普罗维登斯菌Providencia vermicola、斯氏普罗威登斯菌Providencia stuartii、吉氏库特氏菌Kurthia gibsonii。其中常州鞘氨醇杆菌Sphingobacterium changzhouense的引诱作用最强。常州鞘氨醇杆菌Sphingobacterium changzhouense是幼虫特有菌株；蛹特有菌株是谷氨酸棒状杆菌Corynebacterium glutamicum和斯氏普罗威登斯菌Providencia stuartii；普罗维登斯菌Providencia vermicola存在于丝光绿蝇的幼虫、蛹和未进食成蝇体内，剩余5种菌株存在于其幼虫期和蛹期。
对丝光绿蝇幼虫取食有显著趋避作用的菌株是解糖肠球菌Enterococcus saccharolyticus和副凝胶短状杆菌Brachybacterium paraconglomeratum，其中解糖肠球菌Enterococcus saccharolyticus是幼虫期特有菌株；副凝胶短状杆菌Brachybacterium paraconglomeratum是蛹期特有菌株。其余丝光绿蝇肠道细菌对其幼虫取食行为无显著影响。
在所有分离的细菌中，产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca对丝光绿蝇成蝇产卵和幼虫取食都有显著的吸引作用，产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca存在于丝光绿蝇幼虫和蛹体内。
4丝光绿蝇肠道细菌对其基因表达谱的影响
利用不同的抗生素分别去除丝光绿蝇幼虫肠道内的革兰阴性细菌、革兰阳性细菌和全部细菌后，分别提取不同处理组丝光绿蝇幼虫的RNA，经纯化、建库后，采用第二代测序技术（Next-Generation Sequencing，NGS），基于Illumina HiSeq测序平台，对这些文库进行双末端（Paired-End，PE）转录组测序分析，并对测序数据进行生物信息学分析以及差异表达基因分析。结果表明，组装获得124365条Unigene，其平均长度697.34bp，N50长度为1158bp。在未用抗生素去除肠道细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除革兰阴性细菌的幼虫比对中，共发现有8711个差异表达基因，其中表达上调的基因有6756个，表达下调的基因有1955个；在未用抗生素去除肠道细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除革兰阳性细菌的幼虫比对中，共发现有16301个差异表达基因，其中表达上调的基因有13535个，表达下调的基因有2766个；在未用抗生素去除肠道细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除全部细菌的幼虫比对中，共发现有13598个差异表达基因，其中表达上调的基因有10661个，表达下调的基因有2937个；在用抗生素去除革兰阴性细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除革兰阳性细菌的幼虫比对中，共发现有12959个差异表达基因，其中表达上调的基因有4291个，表达下调的基因有8668个；在用抗生素去除革兰阴性细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除全部细菌的幼虫比对中，共发现有7702个差异表达基因，其中表达上调的基因有3848个，表达下调的基因有3854个；在用抗生素去除革兰阳性细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除全部细菌的幼虫比对中，共发现有7485个差异表达基因，其中表达上调的基因有1414个，表达下调的基因有6071个。
本研究从丝光绿蝇各虫态体内肠道细菌组成入手，探讨了肠道细菌在丝光绿蝇各虫态中的变化规律及其主要的生物学功能，取得如下结果。
1丝光绿蝇各虫态体内肠道细菌的组成
采用传统分离纯培养法和基于宏基因组的高通量测序技术，检测了丝光绿蝇卵、幼虫、蛹和未进食成蝇的肠道细菌。通过传统分离纯培养法，在丝光绿蝇体内分离到肠道细菌共37种。卵内未分离到细菌，幼虫体内分离到细菌24种，蛹内26种，未进食成蝇5种。
宏基因组16s rDNA测序结果表明，获得丝光绿蝇幼虫和蛹体内菌群的优质序列共468682条，长度大多集中在393bp，主要优势细菌为普罗维登斯菌属Providencia、变形杆菌属Proteus和香味菌属Myroides。
2丝光绿蝇肠道细菌产消化酶活性分析
对丝光绿蝇肠道中分离到的37种细菌，利用平板筛选法研究其产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶和脂肪酶的能力，筛选到有分泌消化酶能力的细菌共计32种，占总数的86.5%，表明丝光绿蝇肠道细菌有较强的分泌消化酶能力。其中，产蛋白酶菌株有16种，产脂肪酶菌株有23种，产淀粉酶菌株有17种，未筛选到产纤维素酶的细菌；
从虫态上分析，能分泌脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶的产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca存在于丝光绿蝇幼虫和蛹阶段，松鼠葡萄球菌Staphylococcus sciuri存在于丝光绿蝇幼虫、蛹和刚羽化未进食成蝇体内。11种可分泌蛋白酶和脂肪酶细菌中常州鞘氨醇杆菌Sphingobacterium changzhouense、解鸟氨酸拉乌尔菌Raoultella ornithinolytica、白色杆菌Leucobacter holotrichiae、屎肠球菌Enterococcus faecium是幼虫所特有细菌；谷氨酸棒状杆菌Corynebacterium glutamicum、斯氏普罗威登斯菌Providencia stuartii、液化沙雷菌Serratia liquefacien、缺陷短波单孢菌Brevundimonas diminuta、无色杆菌Achromobacter insolitus是蛹所特有细菌。2种分泌蛋白酶和淀粉酶的菌株，其中巨大芽胞杆菌Bacillus megaterium是幼虫所特有细菌，维德曼芽孢杆菌Bacillus wiedmannii是蛹所特有细菌；分泌脂肪酶和淀粉酶能力的8种细菌，幼虫特有细菌2种，分别是解糖肠球菌Enterococcus saccharolyticus和闪板硫菌Lampropedia puyangensis，蛹特有菌株是金橙黄微小杆菌Exiguobacterium aurantiacum；微杆菌Microbacterium sorbitolivorans、阿氏节杆菌Arthrobacter arilaitensis存在幼虫期和蛹期。鸡葡萄球菌Staphylococcus gallinarum、变异棒杆菌Corynebacterium variabile和普罗威登斯菌Providencia vermicola存在于丝光绿蝇幼虫、蛹和刚羽化未进食成蝇体内。
3丝光绿蝇肠道细菌对其雌蝇产卵和幼虫取食的影响
通过产卵选择试验表明，对丝光绿蝇产卵行为有显著诱导作用的细菌有5种，分别为产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca、白色杆菌Leucobacter holotrichiae、芽孢杆菌Bacillus haynesii、气味类香菌Myroides odoratus、拟香味类香味菌Myroides odoratimimus；其中白色杆菌Leucobacter holotrichiae是幼虫特有细菌，芽孢杆菌Bacillus haynesii是蛹特有细菌，产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca、气味类香菌Myroides odoratus和拟香味类香味菌Myroides odoratimimus在幼虫和蛹内均有分布。
对丝光绿蝇产卵行为有显著抑制作用的菌株有4种，分别是粪产碱杆菌Alcal-i genes faecalis、解鸟氨酸拉乌尔菌Raoultella ornithinolytica、溶血不动杆菌Acinetoba-cter haemolyticus、变异棒杆菌Corynebacterium variabile。其中解鸟氨酸拉乌尔菌Raoultella ornithinolytica和溶血不动杆菌Acinetobacter haemolyticus是幼虫特有菌株；粪产碱杆菌Alcaligenes faecalis在幼虫和蛹体内均存在；变异棒杆菌Corynebacterium variabile存在于丝光绿蝇幼虫、蛹和未进食成蝇体内。其余肠道细菌对其产卵行为无显著影响。
通过取食选择试验表明，有9种肠道细菌对丝光绿蝇幼虫的取食有显著引诱作用，分别是粪产碱杆菌Alcaligenes faecalis、产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca、常州鞘氨醇杆菌Sphingobacterium changzhouense、谷氨酸棒状杆菌Corynebacterium glutamicum、闪板硫菌Lampropedia puyangensis、雷氏普罗威登斯菌Providenciarettgeri、普罗维登斯菌Providencia vermicola、斯氏普罗威登斯菌Providencia stuartii、吉氏库特氏菌Kurthia gibsonii。其中常州鞘氨醇杆菌Sphingobacterium changzhouense的引诱作用最强。常州鞘氨醇杆菌Sphingobacterium changzhouense是幼虫特有菌株；蛹特有菌株是谷氨酸棒状杆菌Corynebacterium glutamicum和斯氏普罗威登斯菌Providencia stuartii；普罗维登斯菌Providencia vermicola存在于丝光绿蝇的幼虫、蛹和未进食成蝇体内，剩余5种菌株存在于其幼虫期和蛹期。
对丝光绿蝇幼虫取食有显著趋避作用的菌株是解糖肠球菌Enterococcus saccharolyticus和副凝胶短状杆菌Brachybacterium paraconglomeratum，其中解糖肠球菌Enterococcus saccharolyticus是幼虫期特有菌株；副凝胶短状杆菌Brachybacterium paraconglomeratum是蛹期特有菌株。其余丝光绿蝇肠道细菌对其幼虫取食行为无显著影响。
在所有分离的细菌中，产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca对丝光绿蝇成蝇产卵和幼虫取食都有显著的吸引作用，产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca存在于丝光绿蝇幼虫和蛹体内。
4丝光绿蝇肠道细菌对其基因表达谱的影响
利用不同的抗生素分别去除丝光绿蝇幼虫肠道内的革兰阴性细菌、革兰阳性细菌和全部细菌后，分别提取不同处理组丝光绿蝇幼虫的RNA，经纯化、建库后，采用第二代测序技术（Next-Generation Sequencing，NGS），基于Illumina HiSeq测序平台，对这些文库进行双末端（Paired-End，PE）转录组测序分析，并对测序数据进行生物信息学分析以及差异表达基因分析。结果表明，组装获得124365条Unigene，其平均长度697.34bp，N50长度为1158bp。在未用抗生素去除肠道细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除革兰阴性细菌的幼虫比对中，共发现有8711个差异表达基因，其中表达上调的基因有6756个，表达下调的基因有1955个；在未用抗生素去除肠道细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除革兰阳性细菌的幼虫比对中，共发现有16301个差异表达基因，其中表达上调的基因有13535个，表达下调的基因有2766个；在未用抗生素去除肠道细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除全部细菌的幼虫比对中，共发现有13598个差异表达基因，其中表达上调的基因有10661个，表达下调的基因有2937个；在用抗生素去除革兰阴性细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除革兰阳性细菌的幼虫比对中，共发现有12959个差异表达基因，其中表达上调的基因有4291个，表达下调的基因有8668个；在用抗生素去除革兰阴性细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除全部细菌的幼虫比对中，共发现有7702个差异表达基因，其中表达上调的基因有3848个，表达下调的基因有3854个；在用抗生素去除革兰阳性细菌的丝光绿蝇幼虫和用抗生素去除全部细菌的幼虫比对中，共发现有7485个差异表达基因，其中表达上调的基因有1414个，表达下调的基因有6071个。