昆虫学报

作者：刘彩霞,李刚,梁玲瑜,韩富忠,王正,王慧敏,吕全

单位：1. 中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所, 国家林业和草原局森林保护学重点实验室, 北京 100091;2. 内蒙古自治区巴彦淖尔市乌拉特前旗森林病虫害防治检疫站, 巴彦淖尔 015006;3. 青海省黄南州麦秀林场, 黄南 811300; 4. 山东农业大学植物保护学院, 泰安 271018

关键词：光臀八齿小蠹,共生菌,功能基因,相互作用,萜烯类降解,长喙壳类真菌

【目的】揭示光臀八齿小蠹Ips nitidus共生微生物群落组成和功能特征。【方法】对来自中国西北部青海省麦秀自然保护区的光臀八齿小蠹进行肠道和其他组织共生真菌和细菌宏基因组学和相关性网络分析，比较光臀八齿小蠹肠道和其他组织共生真菌及细菌群落组成，分析微生物群落间的相互关系，并采用非冗余蛋白序列比对方法注释共生微生物功能基因。【结果】共发现光臀八齿小蠹肠道和其他组织共生微生物3 520种，真菌和细菌的物种数最高，分别占全部物种数的23.21%和69.01%，平均相对丰度分别为9.69%和13.79%。其他组织中共生真菌白粉菌目(Erysiphales)相对丰度和物种多样性较肠道中的高，而其他组织中酵母目(Saccharomycetales)相对丰度和物种多样性较肠道中的低；其他组织中长喙壳类真菌(ophiostomatoid fungi)多样性(6属16种)较在肠道中的(5属13种)高，在其他组织和肠道中的平均相对丰度分别为0.016%和0.013%。其他组织中肠杆菌目(Enterobacterales)相对丰度和物种多样性高于肠道中的。肠杆菌属Enterobacter、白粉菌属Erysiphe、丛枝菌根属Rhizophagus和沃尔巴克氏菌属Wolbachia均为肠道和其他组织的核心菌属。真菌和细菌的某些群落在肠道和其他组织间表现出相反的相互关系，表明光臀八齿小蠹共生菌间可能存在复杂的相互作用。分别鉴定到共生真菌和细菌功能基因7 010和6 483个，细菌中异源性物质生物降解和代谢相关功能基因数量远高于真菌的；mRNA监测通路、丙酸代谢和泛素介导的蛋白质水解等11条通路在肠道中较在其他组织中具有更多的差异基因；对于柠檬烯降解和甾醇合成相关功能基因的注释结果表明，细菌对柠檬烯较真菌具有明显的降解能力，而真菌在甾醇生物合成中较细菌发挥更重要的促进作用；74个长喙壳类真菌功能基因主要参与到氧化磷酸化、代谢通路和氨基酸代谢，且长喙壳类真菌在其他组织中多样性更高，主要分布于Ophiostoma等。【结论】光臀八齿小蠹肠道和其他组织中共生微生物的群落组成和多样性以及功能上存在一定的差异性，肠杆菌属、白粉菌属、丛枝菌根属和沃尔巴克氏菌属是光臀八齿小蠹共生微生物群落中最重要的核心菌群，可能在群落构建中发挥着重要的作用。

来源：2023年第10期

《昆虫学报》期刊编辑部

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