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小菜蛾Plutella xylostella(L.)取食十字花科植物,其发生世代多、繁殖能力强、寄主范围广且抗药性水平高,是当前重要的世界性害虫。小菜蛾肠道生存着多种多样的微生物,长期协同进化使小菜蛾和其肠道微生物间存在紧密的共生关系。随着肠道微生物研究方法不断改进,人们对肠道微生物了解日益加深。本课题组前期研究解析了小菜蛾肠道微生物的多样性及其与食物消化之间的关系,但到目前为止,关于小菜蛾肠道微生物的来源与传播途径还知之甚少。本项目利用不同研究手段分析小菜蛾肠道微生物的来源及其传播方式,促进对小菜蛾肠道微生物的了解和后续深入研究,有助于基于肠道微生物为靶标的害虫生物防治。主要研究结果如下:1.小菜蛾肠道细菌来源的初步探索利用传统微生物分离纯培养方法分别对萝卜苗和小菜蛾各龄期肠道细菌进行分离培养,发现变形菌门(Proteobacteria)的肠杆菌Enterobacter spp.、西地西菌 Cedecea spp.和泛菌 Pantoea spp.广泛分布于萝卜苗和小菜蛾4龄肠道,其中路德维希肠杆菌Enterobacter ludwigii存在于小菜蛾各个龄期肠道;且在细菌含量较少的人工饲料中饲养的小菜蛾,其肠道细菌含量也较低,该结果提示小菜蛾肠道细菌和食物上的细菌存在着潜在关联,小菜蛾可以从食物中获取并建立其肠道菌群。2.小菜蛾肠道细菌的垂直传播利用微生物分离纯培养法发现肠杆菌Enterobacter spp.不仅存在于小菜蛾各龄期肠道,同时在卵巢和卵中也存在;用活细胞核酸染料SYT09对肠杆菌Enterobacter spp.RE1染色,染色后喂食小菜蛾,激光共聚焦显微镜检测到目的菌在小菜蛾幼虫肠道、蛹肠道、成虫肠道和成虫卵巢中均存在;将肠杆菌Enterobacter spp.RE1-KN(含卡那霉素抗性质粒的肠杆菌Enterobacterspp.RE1)喂食小菜蛾后,从小菜蛾4龄幼虫肠道、蛹肠道、成虫肠道、卵巢和卵表面都检测到肠杆菌Enterobacter spp.RE1-KN的存在;提示小菜蛾可以从食物中获得并建立其肠道菌,同时小菜蛾从食物中获得的细菌可以从肠道转移到生殖器官卵巢和卵。将小菜蛾的卵消毒后,浸泡在肠杆菌Enterobacter spp.RE1-KN菌液中,晾干后于无菌饲料的培养瓶中饲养,4龄后解剖肠道检测到肠杆菌Enterobacter spp.RE1-KN的存在,表明小菜蛾的卵可以携带细菌传播到肠道中,上述结果表明小菜蛾的肠道细菌可能存在经卵垂直传播的现象。3.小菜蛾肠道细菌的水平传播把食用肠杆菌Enterobacterspp.RE1-KN(含卡那霉素抗性质粒的肠杆菌Enterobacterssp.RE1)的饲料和食用不含该菌饲料的小菜蛾3龄幼虫进行等比例混合,以不含菌的饲料进行混合饲养,4龄时解剖肠道发现各个重复组的小菜蛾肠道均全部含有肠杆菌Enterobacter spp.RE1-KN,表明小菜蛾的社会活动可以使肠道细菌在种群间进行传递,小菜蛾肠道细菌存在水平传播的现象。