多種蜘蛛體內(nèi)細菌多樣性研究

多種蜘蛛體內(nèi)細菌多樣性研究節(jié)肢動物體內(nèi)存在大量的微生物,其體內(nèi)細菌類群對宿主的生殖和發(fā)育具有重要的影響。蜘蛛屬節(jié)肢動物門,蛛形綱,蜘蛛目,其種類繁多,分布廣泛,是作物害蟲的一類重要的捕食性天敵。目前對蜘蛛體內(nèi)細菌類群的研究主要集中在內(nèi)共生菌的檢測及其對宿主生殖行為的影響,而對蜘蛛整體內(nèi)、腸道內(nèi)菌群多樣性的研究較少。本文主要利用高通量測序技術(shù)(High-throughputsequencing,HTS)研究野生、成熟的多種蜘蛛整體內(nèi)、腸道內(nèi)細菌類群的多樣性,分析不同種蜘蛛體內(nèi)不同細菌類群的分布及其相對豐富度的差異,預(yù)測腸道菌群的功能。本研究為進一步研究蜘蛛體內(nèi)細菌類群與宿主的相互關(guān)系、更加有效地利用蜘蛛進行有害昆蟲生物防治奠定了重要的理論基礎(chǔ)。1.蜘蛛整體內(nèi)細菌類群分析選取擬水狼蛛Piratasubpiaticus、白斑隱蛛Nursciaalbofasciata、條紋嫡花皮蛛Dictisstriatipes、迷宮漏斗蛛Agelenalabyrinthica、機敏異漏斗蛛Agelenadifficilis、二齒幽靈蛛Artemaatlnta、食蟲溝瘤蛛Ummeliatainsecticeps、草間鉆頭蛛Hylyphantesgraminicola,用Illurnina的Hiseq平臺對以上8種蜘蛛整體內(nèi)細菌的16SrRNA的高可變V3-V4區(qū)進行測序,檢測蜘蛛整體內(nèi)細菌類群的多樣性(以相對豐富度值表示各細菌在不同分類水平上在整個菌群中所占的百分比)。結(jié)果表明,蜘蛛整體內(nèi)的細菌類群的多樣性高,共檢測到221個屬,隸屬123個科,18個門。在門分類學(xué)水平上,變形菌門Proteobacteria、軟壁菌門Tenericutes及擬桿菌門Bacteroidetes的細菌為蜘蛛整體內(nèi)最主要的優(yōu)勢菌群,其在不同種蜘蛛體內(nèi)的相對豐富度存在顯著差異(P<0.05)。放線菌門Actinobacteria及厚壁菌門Firmicutes的細菌在蜘蛛整體內(nèi)菌群分布中次之。在屬分類學(xué)水平上,沃爾巴克氏體屬Wolbachia為擬水狼蛛體內(nèi)主要的優(yōu)勢菌群,其次為螺原體屬Spiroplasma,在菌群中的相對豐度分別為83.92%和6.38%;Wolbachia、立克次氏小體屬Rickettsiella和立克次氏體屬Rickettsia為白斑隱蛛體內(nèi)主要的優(yōu)勢菌群,相對豐度分別為60.56%、25.29%和6.16%;Spiroplasma為條紋嫡花皮蛛體內(nèi)主要的優(yōu)勢菌群,其次為鞘脂單胞菌屬Sphingomonas,相對豐度分別為58.29%和4.67%;Rickettsiela(87.58%)為迷宮漏斗蛛體內(nèi)主要的優(yōu)勢菌群;Cardinium(79.96%)為機敏異漏斗蛛體內(nèi)主要的優(yōu)勢菌群;Rickettsia、Wolbachia及Rickettsiella為二齒幽靈蛛體內(nèi)主要的優(yōu)勢菌群,相對豐度分別為58.90%、19.42%和17.60%;Cardinium、Rickettsia、Spiroplasma及Wolbachia為食蟲溝瘤蛛體內(nèi)最主要的優(yōu)勢菌群,相對豐度分別為36.98%、25.29%、14.21%和6.55%;Wolbachis、Cardinium及Rickettsia為草間鉆頭蛛體內(nèi)最主要的優(yōu)勢菌群,相對豐度分別為51.43%、29.29%和5.62%。不同種蜘蛛體內(nèi)共感染的內(nèi)共生菌的類型不同,其在不同種蜘蛛體內(nèi)的相對豐富度存在顯著差異(P<0.05)。蜘蛛體內(nèi)同一內(nèi)共生菌主要有一至兩種可操作分類單元(OperationalTaxonomicUnit,OTU)類型組成,同一內(nèi)共生菌的主要OTU類型在不同種蜘蛛體內(nèi)不同。除內(nèi)共生菌外,一些曾在其他節(jié)肢動物內(nèi)檢測到的腸道菌群也存在于被測試蜘蛛整體內(nèi)。假單胞菌屬Pseudomonas、不動桿菌屬Acinetobacter、甲基桿菌屬Meihylobacterium、短波單胞菌屬Brevundimonas、根瘤菌屬Rhizobium、檸檬酸桿菌屬Citrobacter、假諾卡氏菌屬Pseudonocardia、節(jié)桿菌屬Arthrobacter、乳桿菌屬Lactobacillus及乳球菌屬Lactococcus在不同種蜘蛛體內(nèi)的分布和相對豐富度不同。不同種蜘蛛體內(nèi)的菌群結(jié)構(gòu)主成分分析圖(Principlecomponentanalysis,PCA)表明不同種蜘蛛體內(nèi)的細菌群落組成具有一定的差異。2.蜘蛛腸道細菌群落分析使用Illumina的Hiseq平臺檢測3種蜘蛛(溝渠豹蛛Pardosalaura、星豹蛛Pardosaastrigera、白斑隱蛛)腸道細菌的多樣性。分析結(jié)果表明,蜘蛛腸道細菌類群的多樣性高,共檢測到348個屬,隸屬221個科,47個門。在門分類學(xué)水平上,變形菌門的細菌是蜘蛛腸道內(nèi)最主要的優(yōu)勢菌群,其相對豐度在不同種蜘蛛腸道內(nèi)存在顯著差異(P<0.05)。其次為放線菌門、厚壁菌門、酸桿菌門Acidobacteria及擬桿菌門。在屬分類學(xué)水平上,伯克氏菌屬Burkholderia、羅爾斯通氏菌Ralstonia及蒼白桿菌屬Ochrobactrum是蜘蛛腸道內(nèi)最主要的優(yōu)勢菌群,其次為普羅維登斯菌屬Providencia、不動桿菌屬Acinetobacter及變形桿菌屬Proteus。白斑隱蛛腸道內(nèi)沃爾巴克氏體屬和立克次氏小體屬的相對豐度顯著高于其在溝渠豹蛛和星豹蛛腸道內(nèi)的相對豐度(P<0.05)。不同種蜘蛛腸道菌群結(jié)構(gòu)主成分分析圖表明溝渠豹蛛和星豹蛛腸道內(nèi)細菌類群組成和結(jié)構(gòu)相似,與白斑隱蛛腸道內(nèi)的細菌類群存在一定的差異。PhylogeneticInvestigationofCommuniti