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中华按蚊(Anophelessinensis)是我国传播疟疾的主要媒介,在我国分布广,种群数量大。通过研究中华按蚊肠道细菌多样性,可以为探讨其肠道细菌对中华按蚊的生理功能和生态学意义奠定基础,为进一步了解中华按蚊与其共生菌的协同进化、物种进化途径提供新的认知,最终为防治中华按蚊和控制疟疾提供新思路。
本研究通过利用16SrRNA基因序列分析和PCR-DGGE分析技术研究了中华按蚊幼虫、成虫和不同地理种群成虫肠道细菌多样性。
在中华按蚊幼虫肠道中分离出28种细菌,系统发育地位上分属5大菌纲:丙型变形菌纲(Gammaproteobacteria)、黄杆菌纲(Flavobacteria)、放线菌纲(Actinobacteria)、乙型变形菌纲(Betaproteobacteria)和厚壁菌纲(Firmicutes),其中丙型变形菌纲和放线菌纲的细菌在肠道细菌中约占80%。对于中肠,丙型变性菌纲的细菌所占比例为57.6%,为中肠的主要细菌群落;放线菌纲在后肠的比例为37.6%,是后肠的主要细菌群落。而对于整个肠道,放线菌纲Leucobacter属和黄杆菌纲金黄杆菌属细菌占整个肠道细菌19%和10.6%,为中华按蚊幼虫肠道优势菌。
采用16SrRNA克隆文库技术对中华按蚊成虫肠道细菌多样性进行研究时共检测到12条16SrRNA基因序列。在系统发育地位上主要归入3个细菌纲:丙型变形菌纲、黄杆菌纲和放线菌纲,其中有59.8%的细菌属于丙型变形菌纲。丙型变性菌纲在中肠和后肠分别占54%和65.6%,占绝对优势,成为中后肠主要细菌群落。与Enterobactersp.(EF599680)高度同源(同源性99%)的细菌和杆菌纲金黄杆菌属的Chryseobacteriummeningosepticum在成虫肠道中分布比例分别为16.4%和13.8%,成为中华按蚊成虫肠道优势菌。
在研究中华按蚊5个不同地理种群成虫肠道细菌多样性时发现:中华按蚊不同地理种群肠道中都存在肠杆菌属和金黄杆菌属的细菌,这些细菌的存在与地理位置和生态环境无对应关系。通过聚类分析得知,中华按蚊不同地理种群肠道细菌可分为2大类:第一类包括实验种、湖北武汉种、湖南娄底种和四川邛崃种,第二类包括浙江衢州种和湖北黄梅种,同一类的中华按蚊肠道细菌种类相似系数大,存在一定的相似性。这些地区的地理分布、气候等外界环境对肠道菌群的结构有一定影响,取食不同食物在内的各种因素也会对肠道微生物的菌群结构及含量产生影响。