于曉航 朱晗 陳宏健 魏原芝 周楊 郝德君

(南京林業(yè)大學(xué)，南京，210037)

昆蟲(chóng)作為動(dòng)物界最為繁盛的類(lèi)群，種類(lèi)繁多，形態(tài)各異[1]。其中鱗翅目作為昆蟲(chóng)綱第二大目，數(shù)量約占昆蟲(chóng)總數(shù)的16%，包括多種危害嚴(yán)重的農(nóng)、林業(yè)害蟲(chóng)[2]。近年來(lái)，隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)在腸道微生態(tài)學(xué)上的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外對(duì)鱗翅目昆蟲(chóng)腸道菌群的研究也日益增加[3-4]。研究表明，鱗翅目昆蟲(chóng)腸道菌群可以協(xié)助代謝，吸收利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以增強(qiáng)宿主的環(huán)境適應(yīng)性。在以甘蔗為食的小蔗桿草螟(Diatraeasaccharalis)的腸道中可以分離出能夠水解纖維素類(lèi)化合物的細(xì)菌[5]。腸道菌還能降解殺蟲(chóng)劑、植物有毒次生代謝物，如小菜蛾(Plutellaxylostella)腸道中的蠟狀芽孢桿菌(Bacilluscereus)能夠降解殺蟲(chóng)劑茚蟲(chóng)威[6]，舞毒蛾(Lymantriadispar)腸道中的不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)細(xì)菌能夠降解楊樹(shù)中的酚苷類(lèi)化合物[7]。此外，腸道菌還能抵御外來(lái)病原的入侵和定殖，提高宿主免疫反應(yīng)[8]，如?；页嵋苟?Spodopteralittoralis)腸道中定殖的蒙氏腸球菌能夠分泌細(xì)菌素，抑制腸球菌屬幾種潛在病原菌的定殖[9]。

由于昆蟲(chóng)腸道的結(jié)構(gòu)和理化環(huán)境獨(dú)特，導(dǎo)致腸道細(xì)菌群落復(fù)雜、功能多樣[10]。因此，研究昆蟲(chóng)腸道細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及其功能，為探究昆蟲(chóng)與共生細(xì)菌相互適應(yīng)、協(xié)同進(jìn)化、物種分化，以及在宿主免疫及代謝機(jī)制等方面具有重要理論價(jià)值，同時(shí)也對(duì)闡明農(nóng)林重要害蟲(chóng)的致病機(jī)理，探索應(yīng)用腸道細(xì)菌的害蟲(chóng)防治新技術(shù)有重要的指導(dǎo)意義[11-12]。

仁扇舟蛾(Closterarestitura)屬鱗翅目(Lepidoptera)舟蛾科(Notodontidae)扇舟蛾屬(Clostera)，為柳屬(Salix)、楊屬(Populus)植物的主要食葉害蟲(chóng)。主要分布于我國(guó)長(zhǎng)江流域以南地區(qū)，國(guó)外分布于印度、越南、馬來(lái)西亞、印度尼西亞等國(guó)家[13-14]。仁扇舟蛾具有取食量大、繁殖力強(qiáng)、幼蟲(chóng)孵化率高、世代周期短等特點(diǎn)，危害嚴(yán)重時(shí)可迅速將整株葉片取食干凈，影響寄主植物的光合作用，進(jìn)而導(dǎo)致樹(shù)木生長(zhǎng)緩慢，甚至死亡[15]。仁扇舟蛾與寄主楊樹(shù)互作關(guān)系的研究表明，外源施用茉莉酸甲酯(MeJA)可以誘導(dǎo)寄主楊樹(shù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及次生代謝物質(zhì)的變化，降低仁扇舟蛾生長(zhǎng)速率，延長(zhǎng)幼蟲(chóng)和蛹的發(fā)育歷期。幼蟲(chóng)取食MeJA處理的葉片后，誘導(dǎo)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)等解毒酶的產(chǎn)生[16]。在其他舟蛾科食葉害蟲(chóng)與寄主植物互作研究中發(fā)現(xiàn)，昆蟲(chóng)的取食危害能夠誘導(dǎo)寄主植物的防御反應(yīng)[17-18]。然而，腸道細(xì)菌在取食楊樹(shù)的舟蛾類(lèi)食葉害蟲(chóng)與寄主植物相互關(guān)系中的調(diào)控作用尚未見(jiàn)研究報(bào)道。因此，本研究以仁扇舟蛾作為研究對(duì)象，通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)分析仁扇舟蛾幼蟲(chóng)前、中、后腸細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的多樣性，為后續(xù)研究共生細(xì)菌在調(diào)控仁扇舟蛾與寄主植物互作關(guān)系中的作用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)源

仁扇舟蛾2～3齡幼蟲(chóng)采自南京市浦口區(qū)烏江鎮(zhèn)(118°52′E，31°89′N(xiāo))楊樹(shù)行道樹(shù)，帶回實(shí)驗(yàn)室后置于晝夜光周期比為14∶10，溫度(25±2)℃，相對(duì)濕度為(65±5)%的條件下飼養(yǎng)，喂食新鮮的楊樹(shù)葉片，每日更換1次。以實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)的第2代5齡幼蟲(chóng)作為供試?yán)ハx(chóng)。

1.2 腸道解剖及細(xì)菌總DNA提取

選取50頭健康的5齡幼蟲(chóng)，饑餓處理12 h后，用PBS緩沖液沖洗蟲(chóng)體表面多次，置于體積分?jǐn)?shù)為75%酒精中體表消毒3 min，并用無(wú)菌水漂洗3次。無(wú)菌條件下解剖腸道，將分離的前、中、后腸分別置于2 mL離心管中，5個(gè)重復(fù)。用細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒(艾科瑞生物工程有限公司)分別提取前、中、后腸細(xì)菌總DNA，采用超微分光光度計(jì)(Nanodrop 2000C)測(cè)定DNA質(zhì)量濃度，然后用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)提取質(zhì)量。

1.3 腸道細(xì)菌16S rDNA高通量測(cè)序

以提取的細(xì)菌總DNA為模板，采用16S rDNA基因V4區(qū)引物(515F：5’-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3’，806R：5’-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’)擴(kuò)增仁扇舟蛾腸道細(xì)菌序列。用Phusion?High-Fidelity PCR Master Mix with GC Buffer進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR反應(yīng)體系為30 μL：Phusion Master Mix(2×)15.0 μL，gDNA(1 ng·μL-1)10.0 μL，Primer 515F(2 μM)和Primer 806R(2 μM)各1.5 μL，ddH2O 2 μL。PCR反應(yīng)條件為98 ℃預(yù)變性1 min；98 ℃變性10 s；50 ℃退火30 s；72 ℃復(fù)性30 s，30個(gè)循環(huán)；72 ℃延伸5 min，4 ℃保存。用2%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)PCR產(chǎn)物，選擇主條帶大小在400～450 bp的序列進(jìn)行切膠回收。利用GeneJET膠回收試劑盒對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行純化。用NEB Next?UltraTMDNA Library Prep Kit for Illumina建庫(kù)試劑盒構(gòu)建文庫(kù)，同時(shí)進(jìn)行Qubit定量分析及文庫(kù)檢測(cè)，樣品檢測(cè)合格后，利用HiSeq測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序。

1.4 序列數(shù)據(jù)獲取

使用FLASH軟件對(duì)樣品的讀長(zhǎng)片段進(jìn)行拼接，即獲得原始標(biāo)簽數(shù)據(jù)，過(guò)濾處理得到高質(zhì)量的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。參照Qiime的標(biāo)簽質(zhì)控操作，過(guò)濾尾部質(zhì)量值20以下的堿基，進(jìn)一步過(guò)濾長(zhǎng)度小于75%的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，利用UCHIME算法及Gold數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，檢測(cè)標(biāo)簽序列中的嵌合體序列，去除嵌合體序列，即可得到試驗(yàn)所需的有效數(shù)據(jù)。利用Uparse軟件(Version 7.0.1090)對(duì)仁扇舟蛾幼蟲(chóng)樣品的有效序列進(jìn)行聚類(lèi)分析，以97%的一致性將序列聚類(lèi)成為OTUs，同時(shí)選出OTUs的代表性序列。

根據(jù)RDP Classifier(Version 2.11)及Green Gene數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)OTUs代表序列進(jìn)行物種注釋(設(shè)定閾值為0.8～1.0)，并分別在門(mén)，綱，目，科，屬分類(lèi)水平上統(tǒng)計(jì)各腸段的群落組成。

1.5 腸道細(xì)菌群落多樣性計(jì)算方法

α多樣性反映細(xì)菌群落的豐度、多樣性，通過(guò)Qiime軟件(Version 1.9.1)計(jì)算群落豐富度指數(shù)(Chao1指數(shù)、Ace指數(shù))、群落多樣性指數(shù)(Shannon指數(shù))、群落覆蓋度指數(shù)(Coverage指數(shù))。使用R軟件(Version 2.15.3)繪制稀釋曲線(xiàn)。β多樣性分析樣本間群落結(jié)構(gòu)的相似性及差異性。根據(jù)樣品的物種注釋結(jié)果和OTUs豐度信息，將相同分類(lèi)的OTUs信息合并處理得到物種豐度信息表，然后依據(jù)OTUs之間的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系，利用Qiime軟件計(jì)算Weighted Unifrac距離，構(gòu)建UPGMA樣品聚類(lèi)樹(shù)。使用R軟件進(jìn)行PCoA分析及作圖。使用LEfSe找出不同樣本間具有顯著性差異的群落、物種，根據(jù)線(xiàn)性判別分析(LDA=4)估算每個(gè)物種豐度對(duì)差異效果影響的大小。

2 結(jié)果與分析

2.1 仁扇舟蛾腸道細(xì)菌16S rDNA序列拼接與組裝

從仁扇舟蛾5齡幼蟲(chóng)前、中、后腸15個(gè)樣品中共獲得125494條高質(zhì)量的細(xì)菌16S rDNA序列，按97%的相似度進(jìn)行OTU聚類(lèi)(表1)，根據(jù)OTUs的注釋?zhuān)Y(jié)果顯示，共注釋到26個(gè)門(mén)，78個(gè)綱，142個(gè)目，267個(gè)科，392個(gè)屬。

表1 仁扇舟蛾腸道細(xì)菌16S rDNA序列分析

2.2 仁扇舟蛾幼蟲(chóng)前、中、后腸細(xì)菌種類(lèi)

仁扇舟蛾幼蟲(chóng)腸道主要由變形菌門(mén)(Proteobacteria)、厚壁菌門(mén)(Firmicutes)、放線(xiàn)菌門(mén)(Actinobacteria)、擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)、硝化螺旋菌門(mén)(Nitrospirae)、疣微菌門(mén)(Verrucomicrobia)、藍(lán)細(xì)菌門(mén)(Cyanobacteria)細(xì)菌構(gòu)成。其中，前腸細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)門(mén)為變形菌門(mén)、藍(lán)細(xì)菌門(mén)；中腸細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)門(mén)為變形菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、放線(xiàn)菌門(mén)；后腸細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)門(mén)為變形菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、厚壁菌門(mén)。

前、中、后腸細(xì)菌菌群在目水平的種類(lèi)及豐度見(jiàn)圖1。可以看出前腸豐度較高的目為腸桿菌目(Enterobacteriales)、鏈形植物目(Streptophyta)、立克次氏體目(Rickettsiales)；中腸為芽孢桿菌目(Bacillales)、交替單胞菌目(Alteromonadales)、酸微菌目(Acidimicrobiales)、伯克氏菌目(Burkholderiales)、擬桿菌目(Bacteroidales)、梭菌目(Clostridiales)、紅桿菌目(Rhodobacterales)、螺菌目(Oceanospirillales)、Solirubrobacterales、乳酸桿菌目(Lactobacillales)、疣微菌目(Verrucomicrobiales)、放線(xiàn)菌目(Actinomycetales)、脫硫弧菌目(Desulfovibrionales)、蓋勒氏菌目(Gaiellales)；后腸豐度較高的目為黃桿菌目(Flavobacteriales)、根瘤菌目(Rhizobiales)、假單胞菌目(Pseudomonadales)、紅螺菌目(Rhodospirillales)、黏球菌目(Myxococcales)、黃單胞菌目(Xanthomonadales)、噬纖維菌目(Cytophagales)、硫發(fā)菌目(Thiotrichales)、脫硫桿菌目(Desulfobacterales)、硝化螺旋菌目(Nitrospirales)、嗜氫菌目(Hydrogenophilales)、著色菌目(Chromatiales)、除硫單胞菌目(Desulfuromonadales)。

圖中左側(cè)為物種聚類(lèi)樹(shù)；上方為樣品組間聚類(lèi)樹(shù)；下方為樣品信息；右側(cè)為物種注釋信息；右側(cè)圖例為門(mén)水平注釋信息，圖中顏色變化代表物種在不同樣本中的豐度變化情況，紅色表示高豐度；藍(lán)色表示低豐度。

由圖2可知，在屬水平上，前腸細(xì)菌的菌群主要有鏈形植物(Streptophyta，52.78%)、Mitochoncdria(9.98%)、腸桿菌屬(Enterobacter，9.88%)、鹽單胞菌屬(Halomonas，6.22%)、毛螺旋菌屬(Lachnospira，1.84%)、希瓦氏菌屬(Shewanella，1.52%)、擬桿菌屬(Bacteroides，1.20%)；中腸細(xì)菌的菌群主要有鹽單胞菌屬(18.34%)、Streptophyta(8.42%)、腸桿菌屬(6.44%)、希瓦氏菌屬(5.00%)、擬桿菌屬(4.80%)、毛螺旋菌屬(4.26%)、不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter，4.00%)、芽孢桿菌屬(Bacillus，2.70%)、節(jié)桿菌屬(Arthrobacter，2.02%)、S24-7(1.82%)、羅斯氏菌屬(Roseburia，1.10%)、顫螺旋菌屬(Oscillospira，1.06%)、假單胞菌屬(pseudomonas，1.02%)；后腸細(xì)菌的主要的菌群為假單孢菌屬(10.88%)、Streptophyta(10.08%)、鹽單胞菌屬(5.72%)、腸桿菌屬(4.26%)、希瓦氏菌屬(1.96%)、芽孢桿菌屬(1.40%)、毛螺旋菌屬(1.26%)、Sphingopyxis(1.32%)。

圓圈中不同顏色表示不同的腸段，對(duì)應(yīng)左側(cè)圖例；扇形大小表示在此分類(lèi)水平該細(xì)菌在不同腸段的相對(duì)豐度大小；分類(lèi)名稱(chēng)下方的數(shù)字表示在該分類(lèi)水平的平均相對(duì)豐度百分率，前者表示占所有物種的百分率，后者表示占所選取物種的百分率。

2.3 仁扇舟蛾幼蟲(chóng)腸道細(xì)菌α多樣性

仁扇舟蛾前、中、后腸樣本的Shannon指數(shù)隨著測(cè)序深度的增加，數(shù)值皆趨于平緩(表2)，且各樣品的覆蓋度都在97%以上(表3)，表明測(cè)序數(shù)據(jù)足夠，可以反映群落多樣性。

表2 仁扇舟蛾腸道細(xì)菌Shannon指數(shù)

α多樣性反映樣本中細(xì)菌群落的物種多樣性及豐富度。Shannon指數(shù)反映群落的多樣性，Shannon指數(shù)數(shù)值越大，說(shuō)明群落多樣性越高；Chao1指數(shù)、Ace指數(shù)反映樣品中群落的豐富度，兩者數(shù)值越大，表明群落豐富度越高。由表3可知，中腸的Shannon指數(shù)最高，后腸次之，前腸最低，表明中腸細(xì)菌的物種多樣性最高，前腸最低。對(duì)于Chao1指數(shù)、Ace指數(shù)，后腸最高，中腸次之，前腸最低，表明后腸的豐富度最高，中腸次之，前腸最低。

表3 仁扇舟蛾腸道細(xì)菌α多樣性指數(shù)

2.4 仁扇舟蛾腸道細(xì)菌β多樣性

β多樣性反映不同樣本間群落結(jié)構(gòu)的相似性及差異性。通過(guò)樣本層級(jí)聚類(lèi)分析研究不同樣本間細(xì)菌群落組成的相似性。運(yùn)用Weighted Unifrac距離矩陣，對(duì)仁扇舟蛾幼蟲(chóng)前、中、后腸樣本進(jìn)行聚類(lèi)分析，構(gòu)建聚類(lèi)樹(shù)。從圖3可以看出，仁扇舟蛾幼蟲(chóng)不同腸段細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)物種組成相似，但豐度不同，其中中腸、后腸的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異較小。

圖3 仁扇舟蛾腸道細(xì)菌Weighted Unifrac UPGMA聚類(lèi)樹(shù)

通過(guò)PCoA主坐標(biāo)分析樣品間群落結(jié)構(gòu)的差異。根據(jù)Weighted Unifrac距離算法進(jìn)行PCoA主坐標(biāo)分析。由圖4可知，主坐標(biāo)軸PC1、PC2的解釋度分別為57.3%、20.21%。從圖中各樣本的分布可以看出，仁扇舟蛾幼蟲(chóng)前、中、后腸不同腸段間細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)存在差異，不同腸段樣本點(diǎn)聚在一起。后腸H1與其他4個(gè)樣品相似度偏低，前腸F4、F5與其他3個(gè)樣品相似度也偏低。

圖4 仁扇舟蛾腸道細(xì)菌Weighted Unifrac PCoA圖

2.5 仁扇舟蛾腸道細(xì)菌不同分類(lèi)水平的差異菌群比較

為確定仁扇舟蛾前、中、后腸不同樣本中的特定細(xì)菌群落，使用LEfSe差異分析檢測(cè)具有顯著豐度差異的類(lèi)群，采用線(xiàn)性判別分析(LDA=4)估算每個(gè)物種豐度對(duì)差異效果影響的大小。結(jié)果如圖5所示，中腸的差異菌群最多，有放線(xiàn)菌門(mén)、放線(xiàn)菌綱、放線(xiàn)菌目、微球菌科(Micrococcaceae)；擬桿菌綱(Bacteroidia)、擬桿菌目、擬桿菌科(Bacteroidaceae)；厚壁菌門(mén)、芽孢桿菌綱(Bacilli)、芽孢桿菌目、芽孢桿菌科(Bacillaceae)；梭菌綱(Clostridia)、梭菌目、毛螺菌科(Lachnospiraceae)、疣微菌科(Ruminococcaceae)；交替單胞菌目、希瓦氏菌科(Shewanellaceae)；螺菌目、鹽單胞菌科(Halomonadaceae)；莫拉氏菌科(Moraxellaceae)。前腸差異菌群有藍(lán)細(xì)菌門(mén)、葉綠體、鏈形植物目(Streptophyta)；立克次氏體目。后腸差異菌群為δ-變形菌綱(Deltaproteobacteria)；假單胞菌目、假單胞菌科(Pseudomonadaceae)。

圖中由內(nèi)至外的圓圈代表由門(mén)至種的分類(lèi)級(jí)別，在不同分類(lèi)級(jí)別的每一個(gè)小圓圈代表該水平下的1個(gè)分類(lèi)；小圓圈直徑大小與相對(duì)豐度大小呈正比，黃色表示無(wú)顯著差異的物種，紅色、藍(lán)色、綠色節(jié)點(diǎn)分別表示在前腸、中腸、后腸樣本中具有顯著差異的物種。

3 結(jié)論與討論

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基因序列分析技術(shù)等方法被廣泛引入到腸道微生物學(xué)的研究中[19-20]，其中16S rDNA序列以及宏基因組測(cè)序技術(shù)的發(fā)展極大地促進(jìn)共生微生物群落結(jié)構(gòu)及其組成的測(cè)定、功能基因的篩選及共生微生物與宿主相互關(guān)系等方面的研究[21-22]。

本研究根據(jù)Illumina HiSeq技術(shù)對(duì)仁扇舟蛾5齡幼蟲(chóng)前、中、后腸細(xì)菌進(jìn)行高通量測(cè)序，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)菌門(mén)有變形菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、放線(xiàn)菌門(mén)。在鱗翅目昆蟲(chóng)腸道菌群的相關(guān)研究中，大多數(shù)細(xì)菌都屬于變形菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、放線(xiàn)菌門(mén)[4]。夜蛾科腸道菌群以變形菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、放線(xiàn)菌門(mén)為主[23]；舞毒蛾中腸菌群為γ-變形菌門(mén)、α-變形菌門(mén)、放線(xiàn)菌門(mén)、擬桿菌門(mén)細(xì)菌[24]；家蠶(Bombyxmori)腸道優(yōu)勢(shì)菌門(mén)主要是厚壁菌門(mén)、變形菌門(mén)[25]；同為舟蛾科的櫟黃掌舟蛾(Phaleraassimilis)腸道優(yōu)勢(shì)菌群也以變形菌門(mén)、厚壁菌門(mén)為主[26]。在門(mén)水平上，仁扇舟蛾前、中、后腸的優(yōu)勢(shì)菌群在組成上基本一致，但豐度具有一定的差異。在前腸中發(fā)現(xiàn)大量的藍(lán)細(xì)菌門(mén)、葉綠體的序列，推測(cè)原因是仁扇舟蛾腸道內(nèi)殘存了破碎的植物組織，而植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體核酸能夠被細(xì)菌16S rDNA基因通用引物擴(kuò)增，形成大量藍(lán)細(xì)菌門(mén)微生物序列，此問(wèn)題在植食性昆蟲(chóng)腸道菌群研究中十分普遍[27]，故在分析仁扇舟蛾腸道細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)排除藍(lán)細(xì)菌門(mén)的影響。在目水平上，中腸、后腸的優(yōu)勢(shì)菌目較為豐富，而前腸的優(yōu)勢(shì)菌目較少。在屬水平上，各腸段的優(yōu)勢(shì)屬組成、豐度有所差異。腸桿菌屬在前腸(9.88%)、中腸(6.44%)、后腸(4.26%)的豐度逐漸降低；鹽單胞菌屬在中腸的豐度最高，占18.34%，前腸(6.22%)、后腸(5.72%)的豐度較低；毛螺旋菌屬、希瓦氏菌屬在中腸的豐度最高，前腸、后腸的豐度較低；擬桿菌屬只在前腸及中腸中存在，豐度由前腸的1.20%增至中腸的4.80%；芽孢桿菌屬、假單胞菌屬只在中腸及后腸發(fā)現(xiàn)，其中，假單孢菌屬豐度從中腸的1.02%增至后腸的10.88%，為后腸的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)屬；芽孢桿菌屬在中腸(2.70%)、后腸(1.40%)的豐度差異較小。中腸還注釋到不動(dòng)桿菌屬、節(jié)桿菌屬、羅斯氏菌屬、顫螺旋菌屬細(xì)菌，其豐度分別為4.00%、2.02%、1.10%、1.06%。由此可知，各優(yōu)勢(shì)菌屬在不同腸段的豐度有所不同，其中，前腸的優(yōu)勢(shì)菌屬種類(lèi)較少，而中腸優(yōu)勢(shì)菌屬的種類(lèi)較為豐富。在鱗翅目?；页嵋苟昴c道菌群研究中，各腸段的物種組成也不同，前腸以蒙氏腸球菌(Enterococcusmundtii)為主，中腸則為梭菌屬(Clostridium)為主，后腸的菌落組成較均勻，主要是蒙氏腸球菌、梭菌及酪黃腸球菌(Enterococcuscasseliflavus)[9]。這種差異推測(cè)是由于腸道不同部位的pH、氧分壓等條件不同造成的。

仁扇舟蛾中腸、后腸的細(xì)菌種類(lèi)較為豐富且群落結(jié)構(gòu)相似性較高，而前腸物種多樣性、豐富度均最低。LEfSe差異分析所示，中腸的差異菌群種類(lèi)最多，主要為放線(xiàn)菌門(mén)、厚壁菌門(mén)的細(xì)菌。從仁扇舟蛾幼蟲(chóng)腸道的形態(tài)學(xué)特征分析，前腸是食物進(jìn)入腸腔的通道，作為食物臨時(shí)儲(chǔ)存的場(chǎng)所；中腸直徑較大，腸腔大，食物停留的時(shí)間較長(zhǎng)，是消化、吸收的主要場(chǎng)所；后腸呈光滑均勻的細(xì)長(zhǎng)管狀，主要用于排泄食物殘?jiān)?，同時(shí)也用于水分及營(yíng)養(yǎng)的重吸收[10，28]。因此，中腸、后腸的菌群多樣性、豐富度高于前腸，而中腸作為食物消化及吸收的主要場(chǎng)所，菌群多樣性較高，差異菌群也較多。

植物基于自我保護(hù)的目的，能夠產(chǎn)生對(duì)植食性昆蟲(chóng)有毒的次級(jí)代謝產(chǎn)物，然而以這些植物為食的昆蟲(chóng)卻不受影響。最近有研究表明，腸道菌群可以協(xié)助宿主降解植物中有毒的次級(jí)代謝產(chǎn)物。節(jié)桿菌屬、芽孢桿菌屬、假單胞菌屬細(xì)菌均可降解單寧[29]。不動(dòng)桿菌屬細(xì)菌能夠降解楊樹(shù)分泌的酚苷類(lèi)化合物[7]。腸道菌群還能降解食物中的難消化成分，研究表明腸桿菌屬、假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、腸球菌屬細(xì)菌能夠水解纖維素[5，30-31]。楊樹(shù)葉片中含有豐富的單寧[32]，仁扇舟蛾作為楊樹(shù)重要的食葉害蟲(chóng)，研究仁扇舟蛾腸道中的細(xì)菌可以在食物利用及克服植物次生代謝物質(zhì)等方面發(fā)揮作用。

本研究結(jié)果初步探究了仁扇舟蛾幼蟲(chóng)腸道細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成，發(fā)現(xiàn)仁扇舟蛾幼蟲(chóng)的前、中、后腸多樣性存在差異，腸道細(xì)菌在提高宿主昆蟲(chóng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性上發(fā)揮作用。本研究為進(jìn)一步研究昆蟲(chóng)與其共生菌群之間的復(fù)雜關(guān)系，探索新的害蟲(chóng)防治方法提供了參考。