随着我国经济的快速发展和人民生活水平的普遍提高,餐厨垃圾的产生量也在快速增加,许多大城市每天产生生活垃圾量在4000t以上,其中餐厨垃圾约占50%[1]。而餐厨垃圾的处理是全世界各个国家都普遍关注和亟待解决的问题。目前,处理餐厨垃圾的方式有多种,都有其优势和弊端。近几年,出现了使用蝇蛆类昆虫生物转化餐厨垃圾的研究报道,利用昆虫来处理餐厨垃圾不仅能得到富含蛋白和油脂的昆虫生物质和有机肥,而且转化率高,无污染,而肠道微生物在昆虫转化利用食物的过程中具有无可替代的作用。但是目前对于直接影响生物转化餐厨垃圾的大头金蝇幼虫肠道微生物研究不多,头金蝇幼虫生物转化餐厨垃圾过程中的肠道微生物分子生态学机制知之甚少。因此,在本研究中,我们以大头金蝇幼虫为研究对象,以营养成分含量不同的饲料对其进行传代,研究不同营养成分含量的饲料对其肠道微生物的影响,并探究大头金蝇幼虫生物转化餐厨垃圾过程中的肠道微生物分子生态学机制。由于不同来源的餐厨垃圾营养成分很不稳定,之前又有研究发现大头金蝇幼虫对油脂和蛋白质含量不同餐厨垃圾有明显不同的生物转化效率[2]。因此,我们使用人工饲料(麸皮60%,鱼粉30%,血粉10%)作为基础饲料来模拟餐厨垃圾,通过向其中添加大豆油和蛋白胨来调节饲料里油脂和蛋白质的含量,利用油脂和蛋白质含量不同的五种餐厨垃圾传代饲养大头金蝇。一方面,分析不同营养成分含量对其传代过程中对其生物形状的影响,及其对饲料的利用情况;另一方面,对其幼虫肠道微生物的16S r DNA进行测序,研究饲料中油脂和蛋白质含量变化条件下肠道微生物种群多样性变化规律,初步探索大头金蝇幼虫生物转化餐厨垃圾的微生物分子生态学作用机理。论文的主要研究结果如下:(1)随着饲料中油脂含量或者蛋白含量的提高,幼虫的发育历期均有不同程度的延长。高油脂组与对照组相比,幼虫的发育历期平均延长了3.5天;高蛋白组与对照组相比,幼虫发育历期平均延长了1.75天。值得注意的是,高蛋白组的羽化率与对照组相比,提高了24%,说明适当的提高饲料中蛋白含量有助于大头金蝇羽化。(2)随着饲料中油脂含量或者蛋白含量的提高,高油脂A组及高蛋白B组的虫体重量均比对照组CK少。其中,高油脂组A比对照组CK虫体重量减少了2.6倍,而B组相对于CK虫体量也减少了1.85倍;而A组油脂转化系数比CK组降低了1.79倍,B组饲料油脂含量较少,油脂转化系数更是比CK组低了2.78倍;而且大头金蝇幼虫的油脂转化系数低于蛋白转化系数。说明本实验设计的油脂含量和蛋白含量虽不影响其传代,但均对大头金蝇的生长产生了影响,而且大头金蝇幼虫利用油脂的能力高于利用蛋白,但高油脂饲料容易导致大头金蝇幼虫死亡。(3)随着饲料中油脂含量的增加,大头金蝇幼虫肠道内酯酶酶活表现出上升趋势;随着饲料中蛋白含量的增加,高脂肪组和高油脂组的胰蛋白酶酶活均表现出下降趋势,而缬氨酸芳胺酶酶活表现出上升趋势。说明酯酶可能与幼虫利用油脂有关,而高蛋白饲料会抑制幼虫肠道内胰蛋白酶酶活,缬氨酸可能与大头金蝇幼虫利用饲料中蛋白有关。(4)用3组不同蛋白或油脂含量饲料去喂养大头金蝇幼虫,各组之间肠道微生物物多样性有明显不同,且3组OUT数目所表现出的趋势与幼虫虫体终重的趋势完全相同,说明幼虫肠道微生物多样性很可能与幼虫存活率有一定关系。随着饲料中油脂含量的提高,幼虫肠道微生物的丰富度和多样性都出现了降低趋势,说明当饲料中油脂含量达到18.56%或蛋白含量达到20.96%时,会影响大头金蝇幼虫肠道内微生物的生长,进而影响幼虫对油脂和蛋白的转化。无论是对照组、高油脂组,或者是高蛋白组,普罗威登斯菌属Providencia均为核心菌属,Dysgonomonas菌属很可能与幼虫利用油脂有关,漫游球菌属Vagococcus和泰氏菌属Tissierella很可能与幼虫利用饲料中蛋白有关。