稻纵卷叶螟(Cnaphaalocrocis medinalisGuenee)(Rice leaf folder,RLF)是一种世界范围内危害水稻、大麦、小麦、甘蔗等作物的重要害虫。肠道微生物在宿主的食物消化、生长发育、免疫以及代谢方面起着重要的作用,近年来新一代测序技术大大推动了肠道微生物的研究。为分析稻纵卷叶螟肠道微生物对宿主的功能,本文综合运用传统微生物培养技术、变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)、16SrRNA基因测序技术以及宏基因组测序技术对稻纵卷叶螟肠道细菌多样性及其功能进行了分析,具体结果如下:一、取食甬优15品系稻纵卷叶螟肠道细菌群落结构和功能采用传统微生物培养方法,共分离得到10种不同的细菌,其中变形菌门Proteobacteria和厚壁菌门Firmicutes所占比例分别为70%和30%,表明变形菌门为稻纵卷叶螟肠道可培养细菌中的优势菌群。采用DGGE方法,分离得到的变形菌门所占比例为77%,厚壁菌门所占比例为23%,在门的水平上肠道微生物的组成与传统微生物培养方法一致。利用16SrRNA基因测序技术分析稻纵卷叶螟肠道细菌组成,结果表明,稻纵卷叶螟肠道细菌主要由变形菌门(55.2%)和拟杆菌门Bacteroidetes(6.2%)组成,其中变形菌门主要由假单胞菌目Pseudomonadales(16.9%)、黄色单胞菌目 Xanthomonadales(8.3%)、立克次氏体目 Rickettsiales(4.9%)和肠杆菌目 Enterobacteriales(4.6%)组成;拟杆菌门主要是由鞘脂杆菌目Sphingobacteriales(4.3%)和拟杆菌目Bacteroidales(1.1%)组成。利用宏基因组测序技术分析稻纵卷叶螟肠道细菌多样性,结果表明稻纵卷叶螟肠道细菌丰度最高的是变形菌门(89%),其次是厚壁菌门(8%)。其中变形菌门主要是由肠杆菌目(65%)、立克次氏体目(23%)和假单胞菌目(4%)组成;厚壁菌门主要是由芽孢杆菌目Bacillales(5%)组成。综合上述四种方法发现,稻纵卷叶螟肠道细菌的多样性在门的分类水平上是一致的,但是在(纲、目、科、属)分类水平上,利用16SrRNA基因测序技术和宏基因组测序技术的分析结果存在一些差别。基于稻纵卷叶螟肠道细菌的宏基因组,发现其肠道细菌参与了协助宿主代谢的多条生物途径,包括食物降解、营养供给、解毒等。其中参与木质纤维素降解的内切葡聚糖酶endoglucanase,1,4-β-木聚糖苷酶1,4-beta-xylosidase和果胶酯酶Pectinesterase等能够协助宿主对高纤维食物的消化。此外,还发现稻纵卷叶螟肠道细菌能够编码合成色氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸等氨基酸的酶,可能为宿主的营养供给提供有利保障。同时稻纵卷叶螟肠道细菌还能够编码降解外源有毒物质的酶,提高了宿主对外界恶劣环境的适应能力。二、取食不同品系水稻稻纵卷叶螟肠道细菌群落结构差异利用16SrRNA基因测序技术分析不同品系水稻(明恢82、明恢2155、甬优15)对稻纵卷叶螟肠道细菌多样性的影响。结果表明,取食三个品系水稻的稻纵卷叶螟肠道细菌主要由黄色单胞菌目、假单胞菌目、立克次氏体目、肠杆菌目组成。假单胞菌目和肠杆菌目的相对丰度在三个品系之间均存在显著性差异,黄色单胞菌目和立克次氏体目的相对丰度在明恢82与甬优15品系间和明恢2155与甬优15品系间存在显著性差异,表明食物改变了稻纵卷叶螟肠道细菌的相对丰度。三、Bt水稻对稻纵卷叶螟肠道细菌群落结构的影响利用16S rRNA基因测序技术分析转crylAb基因水稻对稻纵卷叶螟肠道细菌多样性的影响,结果表明,转crylAb基因水稻显著影响稻纵卷叶螟肠道细菌的相对丰度。其中γ-变形菌纲、肠杆菌目、肠杆菌科、肠杆菌属在处理组中的相对丰度均大于对照组,这可能是由于Bt毒素破坏了肠道内环境,机体的正常代谢紊乱,而这些菌在维持机体的正常代谢中起到了积极的作用。