稻纵卷叶螟肠道细菌群落结构与多样性分析

【作者】 刘小改； 杨亚军； 廖秋菊； 徐红星； 刘映红； 吕仲贤；

【机构】 西南大学植物保护学院重庆市昆虫学及害虫控制工程重点实验室； 浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所；

【摘要】 为了明确水稻主要害虫稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenee)幼虫肠道细菌的群落结构和多样性,本研究利用Illumina MiSeq技术对幼虫肠道细菌的16S rDNA V3-V4变异区序列进行测序,应用USEARCH和QIIME软件整理和统计样品序列数和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,分析肠道细菌的丰度和多样性。结果表明,稻纵卷叶螟4个数量不同的4龄幼虫样本(1头、2头、3头和5头)共得165 386条reads,在97%相似度下可将其聚类为622个OTUs,其中,样本1RLF共有42316条reads,聚类为204个OTUs;样本2RLF共有38 076条reads,聚类为487个OTUs;样本3RLF共有43 450条reads,聚类为190个OTUs;样本5RLF共有41 544条reads,聚类为401个OTUs。4个样本总共注释到22个门,43个纲,82个目,142个科,207个属,251个种;其中,样本1RLF鉴定获得14个门,24个纲,48个目,78个科,109个属,94个种;样本2RLF共鉴定获得20个门,37个纲,71个目,126个科,178个属,204个种;样本3RLF共鉴定获得12个门,22个纲,43个目,72个科,97个属,91个种;样本5RLF共鉴定获得17个门,34个纲,61个目,104个科,150个属,174个种。其中在门水平上,优势菌主要为变形菌门(Proteobacteria)(26%~34%)、放线菌门(Actinobacteria)(23%~32%)、绿弯菌门(Chloroflexi)(9%~12%)、酸杆菌门(Acidobacteria)(10%~11%)和厚壁菌门(Firmicutes)(4%~10%);在纲水平上,优势纲为放线菌纲(Actinobacteria)(23%~32%)、酸酸杆菌纲(Acidobacteria)(9%~11%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)(10%~13%)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)(6-8%)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)(6%~12%);在属水平上,类诺卡氏属(Nocardioides)、Gaiellales为共有优势属。稻纵卷叶螟肠道细菌Simpson指数、Shannon指数、Ace指数和Chao指数分别为0.16~0.65、0.94~3.22、212~488和210~490;1RLF和3RLF的Chao指数(221、212)、Ace指数(223、210)低于2RLF和5RLF的Chao指数(488、407)、Ace指数(490、411),说明2RLF和5RLF肠道中微生物群落的丰富度较高。2RLF、5RLF的Shannon指数(3.22、1.87)远大于1RLF、3RLF的Shannon指数,说明2RLF、5RLF的肠道微生物群落多样性高。1RLF、3RLF、5RLF的Simpson指数远大于2RLF的Simpson指数,说明稻纵卷叶螟1RLF、3RLF、5RLF肠道微生物的优势种集中程度低于2RLF。从结果可看出,稻纵卷叶螟幼虫肠道细菌多样性比较丰富,个体间微生物群落结构和多样性存在差异,该结果为稻纵卷叶螟肠道微生物的功能研究及其在防治中的应用奠定了基础。更多还原