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小菜蛾是抗药性极强的世界性害虫,不仅对多种化学杀虫剂产生抗性,也是第一个报道对Bacillus thuringiensis(Bt)产生田间抗性的昆虫,其高抗性给小菜蛾的防治带来了很大的压力。近年来的研究表明一些昆虫的肠道微生物与宿主的Bt抗性有关。我们前期研究已经发现小菜蛾的肠道微生物与宿主的生长发育密切相关,但关于小菜蛾肠道微生物与宿主Bt抗性之间的关系还不清楚。本研究在前期工作的基础上,进一步深入分析肠道微生物介导小菜蛾Bt抗性的效应,为小菜蛾的生物防治提供新的视角和思路。主要研究结果如下:1、肠道细菌介导小菜蛾对Bt敏感性的变化。实验发现,无肠道菌3龄小菜蛾幼虫回复全部肠道细菌(常规饲养小菜蛾肠道内容物经LB培养基富集培养后的混合菌株)能够降低Bt8010的杀虫活性,且单菌株回复结果表明,不同肠道细菌介导小菜蛾Bt敏感性变化的效应不同。粘质沙雷氏菌Serratia marcescens-IAE6(Sm PXG6)与Bt8010菌株共同作用可以提高Bt8010的杀虫速率,其与Bt8010存在协同效应,而肠杆菌Enterobacter sp.IAE5(Eb PXG5)则降低了小菜蛾对Bt8010的敏感性,其作用效果随Eb PXG5菌株浓度升高而提高,且Eb PXG5介导宿主Bt敏感性的变化与该菌株胞外分泌物和菌体内容物均无关。2、体外抑菌实验表明,肠杆菌Eb PXG5菌株对Bt8010菌株无抑制作用,但在肠道内环境中,Eb PXG5和Bt8010之间存在生态位竞争。平板培养分析发现,饲喂24 h Bt8010菌株的小菜蛾幼虫肠道中能够检测到Bt8010菌株,而同时饲喂Eb PXG5和Bt8010菌株的小菜蛾幼虫肠道内未检测到Bt8010;饲喂36 h后,Eb PXG5菌株+Bt8010菌株组小菜蛾幼虫肠道内Bt8010菌株数量远少于单独饲喂Bt8010菌株的处理组。在小菜蛾幼虫血淋巴中,饲喂48 h时后,Bt8010菌株处理组小菜蛾幼虫血淋巴中检测到大量的Bt8010,但同时饲喂Eb PXG5和Bt8010菌株的小菜蛾血淋巴中未检测到Bt8010。上述结果提示,肠道细菌Eb PXG5降低了Bt8010在肠道内的定殖,减弱了Bt8010对肠道的破坏及其对小菜蛾血淋巴的入侵,Eb PXG5在保护小菜蛾,降低小菜蛾Bt敏感性上起到重要的作用。3、为了进一步分析Eb PXG5对小菜蛾肠道的保护作用,利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察不同细菌处理对小菜蛾中肠肠腔内壁影响效应的差异。实验结果表明,饲喂Eb PXG5菌株的小菜蛾肠腔内壁发现大量Eb PXG5菌株定殖,肠腔内壁较为健康,而单独饲喂Bt8010菌株小菜蛾的肠腔内壁则出现泡状膨胀、破裂,产生孔洞,且孔洞处观察到Bt8010菌株的存在,但同时饲喂Eb PXG5和Bt8010菌株的小菜蛾肠腔内壁并未发现泡状膨胀以及相应孔洞的产生,表明Eb PXG5菌株的存在能够减弱Bt8010对肠道内壁的破坏,对小菜蛾肠腔内壁起到保护作用。