城镇化对麻蝇肠道微生物的影响

论文摘要

城镇化是人口由农村向城市迁移聚集的过程,同时又表现为地域景观的变化、产业结构的转变和生产生活方式的变革。城镇化造成的生境破碎化、均质化及环境污染等生态问题,是导致生物多样性丧失的重要因素,直接影响了生态系统的服务功能。昆虫是陆地生态系统生物多样性的主要组成部分,驱动着多种重要的生态系统功能,如传粉、草食作用和虫害控制。昆虫取食、消化和排泄都是在消化道中完成,其中肠道是最主要的功能区域。共生微生物普遍存在于昆虫的肠道中。昆虫与微生物建立了多种共生关系,在宿主物种多样性中发挥了核心作用。麻蝇分布广泛,在生态系统中承担着消费者和分解者的重要角色,同时又与人类健康密切相关。所以本研究以麻蝇属昆虫为研究对象,首先调查以市区、郊区和森林为代表的城镇化梯度下麻蝇属物种多样性的变化,并以此为基础,探究不同城镇化水平对麻蝇肠道微生物的影响。本研究包括两部分。第一部分把DNA条形码与形态分类学相结合,通过一代测序技术确定麻蝇属的物种组成,比较城镇化梯度下麻蝇物种多样性的不同。结果表明:城镇化影响麻蝇的物种多样性,且城镇化程度越高的样点,麻蝇物种多样性越高。第二部分基于高通量测序技术探究城镇化对麻蝇肠道微生物的影响,得出以下结论:1.肠道微生物在麻蝇适应城镇化过程中具有积极作用。森林生境麻蝇肠道微生物多样性显著低于市区与郊区(p<0.05),厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门为优势菌门。市区和郊区中哈夫尼菌属等丰度的降低可能与麻蝇肠道摄入的细菌产生了拮抗作用。2.城镇化会造成麻蝇肠道微生物群落的梯度化,即呈现由高阶元到属水平梯度变化愈加明显的趋势,且在属水平上,郊区麻蝇肠道微生物的群落构成与市区更具相似性。3.城镇化带来的生境改变会导致麻蝇肠道中致病菌的丰度增加。在门水平,有显著差异的菌门中放线菌门丰度最高;在属水平上具有显著差异的菌属既有条件致病菌和病原菌也有对宿主有益的细菌,并且丰度较高的是假单胞菌属等10个菌属。鉴于已有研究和以上结论,所以我们推测,市区和郊区中病原菌的丰度增加可能是麻蝇摄入的食物中含有大量的病原菌,而环境食物中的病原菌与城镇化带来的环境改变有关;市区和郊区中麻蝇肠道有益菌丰度的增加可能是宿主自身产生的防御机制,对细菌群落进行了平衡调控。这可能是麻蝇适应城镇化的微生物机制之一,也维持了市区生境较高的麻蝇属物种多样性。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 孙杰

导师: 安利国,刘腾腾

关键词: 城镇化,麻蝇,条形码,高通量测序,肠道微生物

来源: 山东师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 山东师范大学

分类号: Q965

总页数: 69

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