宁夏回族自治区和浙江省光肩星天牛对柳属植物的寄主适应性

摘要

为解析光肩星天牛Anoplophora glabripennis在宁夏回族自治区和浙江省对金丝垂柳Salix babylonica×S. alba-vitellina和旱柳S. matsudana的为害差异，通过代谢组学分析2种柳树木质部次生代谢产物的差异，利用16S r DNA测序技术检测来自2个地区的光肩星天牛幼虫在取食原生地寄主后肠道细菌群落的组成，测定其肠道消化酶、解毒酶和保护酶的活性，并将2种柳树的次生代谢产物分别与光肩星天牛肠道细菌及肠道酶进行Spearman相关性分析。结果表明，在金丝垂柳和旱柳木质部中共筛选出26种抗虫性差异代谢产物，其中苯甲酸及其衍生物、肉桂醛、吲哚及其衍生物和有机氮化合物在旱柳样本中含量更高；而黄酮类化合物、芪类化合物、咪唑并嘧啶和二嗪则在金丝垂柳样本中含量更高。以旱柳为食的幼虫肠道优势菌属为肠球菌属Enterococcus、拉乌尔菌属Raoultella、肠杆菌科未确定属、假单胞菌属Pseudomonas、肠杆菌属Enterobacter和纤维单胞菌属Cellulomonas；以金丝垂柳为食的幼虫肠道优势菌属则为拉乌尔菌属和Gibbsiella。取食旱柳的幼虫肠道中外切β-1,4-葡聚糖酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽S转移酶和细胞色素P450酶的活性均显著高于取食金丝垂柳幼虫。金丝垂柳中黄酮类化合物含量高且变量投影重要性分析值较大，推测能被肠道内优势菌属拉乌尔菌属和Gibbsiella有效代谢，因此解毒酶活性处于较低水平，且拉乌尔菌属和Gibbsiella大量增殖；在取食旱柳的幼虫肠道中没有能有效代谢苯甲酸及其衍生物和肉桂醛等化学物质的细菌群落存在，从而引起解毒酶活性显著提升以减少受到的毒害作用。表明在光肩星天牛适应寄主植物的过程中，其肠道细菌在对寄主次生代谢产物的代谢过程中发挥着重要作用。

关键词

光肩星天牛 / 代谢组学 / 肠道微生物 / 肠道酶活 / 柳属

基金资助

国家自然科学基金（32371889）; 国家重点研发计划（2023YFC2604802）; 内蒙古自治区阿拉善盟科技计划项目（AMYY2022-14）