基于高通量測(cè)序分析桃蚜體內(nèi)微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性

徐昭煥，李 婷，廖 嵩，王建國(guó)

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南昌 330045)

昆蟲(chóng)體內(nèi)棲息著大量的微生物，并形成復(fù)雜的群落結(jié)構(gòu)，對(duì)昆蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育、代謝繁殖等生命活動(dòng)發(fā)揮著重要作用，如能為宿主昆蟲(chóng)提供食物缺乏且自身無(wú)法合成的必需氨基酸(Fragoetal.,2012)，參與宿主昆蟲(chóng)的物質(zhì)代謝(Gaioetal.,2011)，影響宿主昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖(Mitrakaetal.,2013)、解毒作用(Adamsetal.,2013;Masonetal.,2014)、防御能力(Tsuchidaetal.,2010)及信息素合成(Dillonetal.,2000)等。昆蟲(chóng)體內(nèi)微生物主要為細(xì)菌、古細(xì)菌、原生動(dòng)物、真菌和病毒等(魏舸等,2018)，且食物對(duì)其多樣性具有重要影響(魏曉瑩等,2019)。研究發(fā)現(xiàn)刺吸式口器昆蟲(chóng)煙粉虱取食相同植物后，其體內(nèi)微生物組成具有高度相似性，但取食不同植物后，其體內(nèi)微生物組成存在顯著差異(Suetal.,2016)。食物對(duì)咀嚼式口器昆蟲(chóng)體內(nèi)微生物多樣性的影響研究主要針對(duì)腸道微生物，如以地中海松PinushalepensisMill.為食的松異舟蛾Thaumetopoeapityocampa腸道中變形菌門(mén)Proteobacteria細(xì)菌的豐度低于以歐洲黑松PinusnigraArn.、落葉松Larixgmelinii(Ruprecht) Kuzeneva或海岸松PinuspinasterAiton為食的松異舟蛾(Stranoetal.,2018)；取食人工飼料和不同寄主植物的小菜蛾P(guān)lutellaxylostella幼蟲(chóng)腸道細(xì)菌多樣性及其群落結(jié)構(gòu)也存在顯著差異(吳曉露等,2019)。

桃蚜MyzuspersicaeSulzer，屬半翅目Hemiptera蚜科Aphididae，食性廣泛，主要取食十字花科植物、茄果類(lèi)蔬菜、芝麻SesamumindicumL.及桃PrunuspersicaL.、李PrunussalicinaLindl.、煙草NicotianatabacumL.等經(jīng)濟(jì)類(lèi)植物，并傳播植物病毒，導(dǎo)致植物營(yíng)養(yǎng)惡化，影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。劉艷紅等(2018)研究發(fā)現(xiàn)孤雌桃蚜體內(nèi)次生共生菌在不同寄主植物間，尤其是冬寄主和夏寄主間的差異很大。目前，對(duì)桃蚜體內(nèi)微生物多樣性及群落結(jié)構(gòu)與食物之間的關(guān)系以及桃蚜體內(nèi)微生物對(duì)寄主適應(yīng)性的影響作用研究資料積累較少。鑒于此，本研究采用Illumina HiSeq二代高通量測(cè)序方法，分析桃蚜取食不同寄主植物后體內(nèi)微生物(細(xì)菌和真菌)群落的多樣性及差異性，以為后續(xù)深入研究桃蚜體內(nèi)微生物與寄主植物間的互作關(guān)系提供理論基礎(chǔ)和思路借鑒。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx(chóng)

研究所需供試?yán)ハx(chóng)為2020年1月采集自江西農(nóng)業(yè)大學(xué)科技園白菜和甘藍(lán)上的無(wú)翅孤雌桃蚜成蟲(chóng)。

1.2 桃蚜體內(nèi)微生物總基因組DNA的提取

分別取白菜和甘藍(lán)上的無(wú)翅孤雌桃蚜成蟲(chóng)各50頭，每組設(shè)置3個(gè)重復(fù)。桃蚜饑餓處理2 h后，用75%酒精對(duì)其蟲(chóng)體表面消毒3次，每次3 min，然后用無(wú)菌蒸餾水清洗3遍，晾干蟲(chóng)體。用TreliefTMAnimal Genomic DNA Kit試劑盒參照說(shuō)明書(shū)分別提取白菜和甘藍(lán)上的桃蚜體內(nèi)微生物總基因組DNA。使用微量蛋白核酸測(cè)定儀(NanoDrop 2000，美國(guó))測(cè)定DNA濃度及OD260/OD280值，并用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)提取的總DNA。

1.3 細(xì)菌16S rRNA基因和真菌ITS基因的PCR擴(kuò)增和高通量測(cè)序

使用F引物：5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′和R引物：5′- GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′擴(kuò)增細(xì)菌V3-V4區(qū)域。使用F引物：5′- CTTGGTC ATTTAGAGGAAGTAA-3′和R引物：5′- GCTGCGTT CTTCATCGATGC-3′擴(kuò)增真菌ITS1區(qū)。PCR擴(kuò)增體系總體積均為50 μL：基因組DNA模板60 ng、Q5 High-Fidelity DNA Polymerase 0.2 μL、10 × Buffer 10 μL、正反向引物各10 μM、dNTPs 1 μL、High GC Enhancer 10 μL。PCR擴(kuò)增條件：95℃預(yù)變性5 min、95℃變性1 min、50℃退火1 min、72℃延伸1 min、25個(gè)循環(huán)，最后72℃延伸7 min。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后，利用Illumina HiSeq 2500測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序(北京擎科生物科技有限公司)。

1.4 序列數(shù)據(jù)分析

測(cè)序獲得的原始序列(Raw reads)經(jīng)過(guò)濾后進(jìn)行引物序列的識(shí)別與去除，獲得不包含引物序列的高質(zhì)量序列。利用overlap對(duì)每個(gè)樣品高質(zhì)量的序列進(jìn)行拼接，獲得優(yōu)質(zhì)序列(Clean reads)，鑒定并去除嵌合體序列，得到最終有效數(shù)據(jù)(Effective reads)。

借助Usearch軟件對(duì)相似度水平低于97.0%的Reads進(jìn)行聚類(lèi)分析，獲得分類(lèi)操作單元(OTU)。以SILVA和UNITE為參考數(shù)據(jù)庫(kù)分別對(duì)擴(kuò)增獲得的細(xì)菌16S rRNA基因和真菌ITS基因序列進(jìn)行物種注釋。利用QIIME 2軟件對(duì)樣品Alpha多樣性指數(shù)進(jìn)行評(píng)估，包括ACE、Chao1、Simpson及Shannon指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 桃蚜微生物基因組測(cè)序結(jié)果分析

6個(gè)桃蚜樣品經(jīng)微生物基因組測(cè)序，對(duì)其細(xì)菌16S rRNA基因序列文庫(kù)分析共獲得480 400對(duì)Reads，雙端Reads經(jīng)質(zhì)控、拼接后共產(chǎn)生473 750條Clean reads，每個(gè)樣品至少產(chǎn)生78 474條Clean reads，平均產(chǎn)生78 958條Clean reads。在97%相似性水平上進(jìn)行聚類(lèi)分析，共獲得959個(gè)OTUs(圖1-A)。結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)取食白菜的桃蚜中細(xì)菌OTUs數(shù)量平均為898個(gè)，其中特有OTUs為 69個(gè)；取食甘藍(lán)的桃蚜中細(xì)菌OTUs數(shù)量平均為890個(gè)，其中特有OTUs為61個(gè)。真菌ITS基因序列文庫(kù)經(jīng)分析共獲得480 263條Reads，雙端Reads經(jīng)質(zhì)控、拼接后共產(chǎn)生472 980條Clean reads，每個(gè)樣品至少產(chǎn)生78 575條Clean reads，平均產(chǎn)生78 830條Clean reads，在97%相似性水平上進(jìn)行聚類(lèi)分析，共得到1 424個(gè)OTUs(圖1-B)。取食白菜的桃蚜中真菌OTUs數(shù)量平均為1 251個(gè)，其中特有OTUs為219個(gè)；取食甘藍(lán)的桃蚜中真菌OTUs數(shù)量平均為1 205個(gè)，其中特有OTUs為173個(gè)。樣品稀釋曲線(xiàn)顯示，隨著抽樣序列數(shù)量的增加，曲線(xiàn)由陡然上升趨向平緩，隨后進(jìn)入平臺(tái)期(圖2)，說(shuō)明更多的測(cè)序量不會(huì)引起物種多樣性的顯著增長(zhǎng)，基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)量的分析結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。

圖1 取食兩種食物的桃蚜體內(nèi)細(xì)菌(A)和真菌(B)OTUs的韋恩分析Fig.1 Venn analysis of OTUs of bacteria (A) and fungi (B) of Myzus persicae fed on two diets注：BoM，取食白菜的桃蚜；BpM，取食甘藍(lán)的桃蚜，下同。Note:BoM,M.persicae fed on Brassica pekinensis;BpM,M.persicae fed on Brassica oleracea. The same below.

圖2 取食兩種食物的桃蚜體內(nèi)細(xì)菌(A)和真菌(B)組成稀釋曲線(xiàn)Fig.2 Rarefaction curves of the observed species of bacteria (A) and fungi (B) of Myzus persicae fed on two diets

2.2 桃蚜體內(nèi)微生物種類(lèi)組成及其豐度分析

基于OTUs分類(lèi)結(jié)果，共注釋鑒定細(xì)菌類(lèi)群26個(gè)門(mén)、55個(gè)綱、128個(gè)目、227個(gè)科、419屬、451種，真菌類(lèi)群10個(gè)門(mén)、31個(gè)綱、77個(gè)目、172個(gè)科、343屬、441種。

在細(xì)菌門(mén)級(jí)水平上，取食白菜的桃蚜16S rRNA基因序列共注釋了變形菌門(mén)Proteobacteria(占73.11%)、厚壁菌門(mén) Firmicutes(占9.74%)、擬桿菌門(mén)Bacteroidetes(占5.98%)、藍(lán)細(xì)菌門(mén)Cyanobacteria(占2.91%)、酸桿菌門(mén)Acidobacteria(占2.18%)、放線(xiàn)菌門(mén)Actinobacteria(占2.5%)、綠彎菌門(mén)Chloroflexi(占1.34%)、芽單胞菌門(mén)Gemmatimonadetes(占0.54)、髕骨細(xì)菌門(mén)Patescibacteria(占0.32%)、ε-變形菌Epsilonbacteraeota(占0.23%)等(圖3-A)。取食甘藍(lán)的桃蚜16S rRNA基因序列共注釋了變形菌門(mén)Proteobacteria(占80.10%)、藍(lán)細(xì)菌門(mén)Cyanobacteria(占4.91%)、厚壁菌門(mén)Firmicutes(占3.71%)、酸桿菌門(mén)Acidobacteria(占3.42%)、放線(xiàn)菌門(mén)Actinobacteria(占2.07%)、擬桿菌門(mén)Bacteroidetes(占1.71%)、綠彎菌門(mén)Chloroflexi(占1.09%)、芽單胞菌門(mén)Gemmatimonadetes(占0.50%)、髕骨細(xì)菌門(mén)Patescibacteria(占0.43%)、ε-變形菌Epsilonbacteraeota(占0.25%)等(圖3-A)。取食白菜和甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)細(xì)菌優(yōu)勢(shì)門(mén)種類(lèi)相似，但不同種類(lèi)樣品細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)門(mén)相對(duì)豐度存在差異。兩者的優(yōu)勢(shì)菌群為變形菌門(mén)Proteobacteria、厚壁菌門(mén)Firmicutes、擬桿菌門(mén)Bacteroidetes和藍(lán)細(xì)菌門(mén)Cyanobacteria等。其中取食白菜和甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)變形菌門(mén)Proteobacteria含量均最為豐富，分別占73.11%和80.10%；其次為厚壁菌門(mén)Firmicutes，分別占9.74%和3.71%；擬桿菌門(mén)Bacteroidetes，分別占5.98%和1.71%。由此分析發(fā)現(xiàn)，取食白菜的桃蚜中變形菌門(mén)Proteobacteria含量高于取食甘藍(lán)的桃蚜，而厚壁菌門(mén)Firmicutes和擬桿菌門(mén)Bacteroidetes，前者含量則明顯高于后者，說(shuō)明二者具明顯差異性。

在真菌門(mén)級(jí)水平上，取食白菜的桃蚜ITS基因序列共注釋了子囊菌門(mén)Ascomycota(占51.91%)、擔(dān)子菌門(mén)Basidiomycota(占10.89%)、被孢霉門(mén)Mortierellomycota(占2.22%)、毛霉菌門(mén)Mucoromycota(占1.79%)、羅茲菌門(mén)Rozellomycota(占1.68%)、壺菌門(mén)Chytridiomycota(占1.60%)、油壺菌門(mén)Olpidiomycota(占0.33%)、球囊菌門(mén)Glomeromycota(占0.06%)、捕蟲(chóng)霉門(mén)Zoopagomycota(占0.05%)等(圖3-B)。取食甘藍(lán)的桃蚜ITS基因序列共注釋了子囊菌門(mén)Ascomycota(占50.98%)、擔(dān)子菌門(mén)Basidiomycota(占11.40%)、被孢霉門(mén)Mortierellomycota(占2.24%)、毛霉菌門(mén)Mucoromycota(占1.78%)、羅茲菌門(mén)Rozellomycota(占1.64%)、壺菌門(mén)Chytridiomycota(占1.68%)、油壺菌門(mén)Olpidiomycota(占0.30%)、球囊菌門(mén)Glomeromycota(占0.07%)、捕蟲(chóng)霉門(mén)Zoopagomycota(占0.01%)等(圖3-B)。取食白菜和甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)真菌優(yōu)勢(shì)門(mén)種類(lèi)相似，兩者的優(yōu)勢(shì)菌群均為子囊菌門(mén)Ascomycota，次優(yōu)勢(shì)菌群為擔(dān)子菌門(mén)Basidiomycota。

圖3 桃蚜體內(nèi)細(xì)菌(A)和真菌(B)在門(mén)水平的組成Fig.3 Proportional composition of bacteria (A) and fungi (B) of Myzus persicae at the phylum level

在細(xì)菌屬級(jí)水平上，取食白菜的桃蚜16S rRNA基因序列注釋到的平均相對(duì)豐度前十位的細(xì)菌屬分別為布赫納氏菌屬Buchnera(占60.82%)、未培養(yǎng)的葉綠體菌Chloroplast(占2.84%)、擬桿菌屬Bacteroides(占2.18)、不動(dòng)桿菌屬Acinetobacter(占1.79%)、乳桿菌屬Lactobacillus(占1.28%)、未培養(yǎng)的毛螺旋菌Lachnospiraceae(占1.13%)、未培養(yǎng)細(xì)菌c.6亞群Subgroup_6(占0.77%)、立克次氏小體屬Rickettsiella(占0.45%)、鞘氨醇單胞菌屬Sphingomonas(占0.45%)和泛菌屬Pantoea(占0.43%)(圖4-A)。在屬級(jí)分類(lèi)水平上，取食甘藍(lán)的桃蚜16S rRNA基因序列注釋到的相對(duì)豐度前十位的細(xì)菌屬分別為布赫納氏菌屬Buchnera(占56.11%)、立克次氏小體屬Rickettsiella(占10.04%)、未培養(yǎng)的毛螺旋菌Lachnospiraceae(占6.96%)、葉綠體菌Chloroplast(占4.88%)、泛菌屬Pantoea(占2.51%)、鞘氨醇單胞菌屬Sphingomonas(占1.68%)、未培養(yǎng)細(xì)菌c.6亞群Subgroup_6(占1.47%)、不動(dòng)桿菌屬Acinetobacter(占1.43%)、乳桿菌屬Lactobacillus(占0.42%)和擬桿菌屬Bacteroides(占0.34%)(圖4A)。取食白菜和甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬種類(lèi)相似，但不同種類(lèi)樣品細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)屬相對(duì)豐度存在一定差異。取食白菜和甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)的布赫納氏菌屬Buchnera均最為豐富，分別占73.11%和80.10%；而取食白菜的桃蚜中立克次氏小體屬Rickettsiella含量比取食甘藍(lán)的桃蚜低9.59%，兩者具有明顯差異性。

圖4 桃蚜體內(nèi)細(xì)菌(A)和真菌(B)在屬水平的組成Fig.4 Proportional composition of bacteria (A) and fungi (B) of Myzus persicae at the genus level

在真菌屬級(jí)水平上，大量真菌屬未能確定，優(yōu)勢(shì)真菌屬不明顯。取食白菜的桃蚜ITS基因序列注釋到的平均相對(duì)豐度前十位的真菌屬分別為青霉屬Penicillium(占5.15%)、被孢霉屬M(fèi)ortierella(占3.83%)、鐮孢菌屬Fusarium(占3.51%)、曲霉屬Aspergillus(占3.46%)、三角菌屬Triangularia(占2.69%)、沙蜥屬Saitozyma(占2.68%)、毛葡孢屬Botryotrichum(占2.50%)、木霉屬Trichoderma(占1.57%)、籃狀菌屬Talaromyces(占1.94%)和枝孢屬Cladosporium(占0.90%)(圖4B)。取食甘藍(lán)的桃蚜ITS基因序列注釋到的相對(duì)豐度前十位的真菌屬分別為被孢霉屬M(fèi)ortierella(占3.86%)、曲霉屬Aspergillus(占3.93%)、鐮孢菌屬Fusarium(占3.59%)、三角菌屬Triangularia(占2.96%)、毛葡孢屬Botryotrichum(占2.82%)、沙蜥屬Saitozyma(占2.60%)、枝孢屬Cladosporium(占2.35%)、木霉屬Trichoderma(占1.50%)、青霉屬Penicillium(占1.23%)和籃狀菌屬Talaromyces(占1.04%)(圖4B)。取食白菜的桃蚜體內(nèi)真菌優(yōu)勢(shì)屬為青霉屬Penicillium(占5.15%)，次優(yōu)勢(shì)菌屬為Mortierella(占3.83%)；取食甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)真菌優(yōu)勢(shì)屬為曲霉屬Aspergillus(占3.93%)，次優(yōu)勢(shì)菌屬為Mortierella(占3.86%)；取食白菜的桃蚜中青霉屬Penicillium的豐度比取食甘藍(lán)的桃蚜低3.92%，兩者具有明顯差異性。

2.3 桃蚜細(xì)菌Alpha多樣性分析

桃蚜細(xì)菌種類(lèi)具有較高的豐富度和多樣性。取食白菜的桃蚜體內(nèi)細(xì)菌Shannon、Simpson、Chao1和Ace等的指數(shù)分別為3.99、0.61、744和731(表1)。取食甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)細(xì)菌Shannon、Simpson、Chao1和Ace等的指數(shù)分別為3.70、0.59、764和729(表1)。二者對(duì)應(yīng)指數(shù)比較發(fā)現(xiàn)，桃蚜體內(nèi)細(xì)菌的Shannon、Simpson、Chao1和Ace等指數(shù)雖略有波動(dòng)，但無(wú)顯著性差異，說(shuō)明取食白菜和甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)細(xì)菌多樣性和豐富度無(wú)顯著變化，其體內(nèi)菌群多樣性和豐富度呈現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

表1 桃蚜體內(nèi)微生物α多樣性指數(shù)Table 1 Alpha diversity indices of microbia of Myzus persicae

桃蚜真菌種類(lèi)具有較高的豐富度和多樣性。取食白菜的桃蚜體內(nèi)真菌Shannon、Simpson、Chao1和Ace等的指數(shù)分別為7.65、0.98、854.04和839.16(表1)。取食甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)真菌Shannon、Simpson、Chao1和Ace等的指數(shù)分別為7.66、0.06、830.42和803.12(表1)。Shannon、Ace和Chao1指數(shù)越大，Simpson指數(shù)越小，表明樣品中的物種多樣性越豐富。因此，取食甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)真菌物種多樣性明顯高于取食白菜的桃蚜。

3 結(jié)論與討論

昆蟲(chóng)體內(nèi)棲息著大量的共生菌，這些共生菌在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中與昆蟲(chóng)形成了穩(wěn)定密切的協(xié)作共生關(guān)系，對(duì)昆蟲(chóng)適應(yīng)寄主植物過(guò)程具重要作用。共生菌除能合成宿主所需的氨基酸、維生素和其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以彌補(bǔ)宿主取食中相關(guān)營(yíng)養(yǎng)缺失的不足，還能對(duì)宿主所攝取的植物次生物質(zhì)進(jìn)行解毒作用，提高其對(duì)寄主植物的利用能力，甚至擴(kuò)大寄主植物范圍(劉艷紅,2016)。為探明桃蚜體內(nèi)微生物與食物之間的關(guān)系，本研究采用Illumina HiSeq二代測(cè)序技術(shù)檢測(cè)桃蚜體內(nèi)細(xì)菌16S rRNA基因和真菌ITS基因序列的方法，分析了取食白菜和甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)細(xì)菌和真菌的多樣性和豐富度。基于OTUs注釋結(jié)果分析，桃蚜體內(nèi)細(xì)菌型微生物注釋鑒定獲得26個(gè)門(mén)、55個(gè)綱、128個(gè)目、227個(gè)科、419屬、451種；真菌型微生物注釋鑒定獲得10個(gè)門(mén)、31個(gè)綱、77個(gè)目、172個(gè)科、343屬、441種。

對(duì)桃蚜體內(nèi)細(xì)菌和真菌組成和豐度進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)，在門(mén)級(jí)水平上，鑒定的26個(gè)細(xì)菌門(mén)中，以變形菌門(mén)Proteobacteria(73.11%)內(nèi)細(xì)菌含量最多。該門(mén)內(nèi)細(xì)菌在一些常見(jiàn)昆蟲(chóng)體內(nèi)也為主要優(yōu)勢(shì)菌，如豌豆蚜Acyrthosiphonpisum(Haynesetal.,2003)、美國(guó)白蛾Hyphantriacunea(魏丹峰等,2017)、灰飛虱Laodelphaxstriatellus(楊曉晴等,2018)和褐飛虱Nilaparvatalugens(王天召等,2019)等昆蟲(chóng)。目前，針對(duì)昆蟲(chóng)體內(nèi)真菌多樣性的研究相對(duì)滯后(蔡泱蓮等,2020)。本研究鑒定的桃蚜體內(nèi)10個(gè)真菌門(mén)中，以子囊菌門(mén)Ascomycota為主，其次為擔(dān)子菌門(mén)Basidiomycota，此結(jié)果與光肩星天牛Anoplophoraglabripennis(Masonetal.,2019)、褐飛虱(王天召等,2019)、克里角梢小蠹Trypophloeusklimeschi(高冠群,2018)、黃翅大白蟻Macrotermesbarneyi(孫新新,2017)、竹蟲(chóng)Omphisafuscidentalis(劉松,2017)、桑天牛Aprionagermari和銹色粒肩天牛Aprionaswainsoni(蔡泱蓮等,2020)等昆蟲(chóng)腸道真菌優(yōu)勢(shì)菌群相同。

在屬級(jí)水平上，鑒定的桃蚜體內(nèi)419個(gè)細(xì)菌屬中，以布赫納氏菌屬Buchnera最為豐富，在取食白菜和甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)分別占73.11%和80.10%。此屬為蚜蟲(chóng)的主要初生共生菌，存在于蚜蟲(chóng)類(lèi)腹部血腔的特化含菌胞內(nèi)(Douglas,1998)。布赫納氏菌屬Buchnera對(duì)蚜蟲(chóng)而言是必需的，能夠?yàn)樗拗餮料x(chóng)提供所缺少的多種必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)于維持蚜蟲(chóng)營(yíng)養(yǎng)代謝和正常發(fā)育具重要的作用(劉琳等,2013)。立克次氏小體屬Rickettsiella為取食甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)次優(yōu)勢(shì)屬(10.04%)，而取食白菜的桃蚜中立克次氏小體屬Rickettsiella的含量較低，僅占0.45%。立克次氏小體屬Rickettsiella是蚜蟲(chóng)的次共生菌，能改變蚜蟲(chóng)體色，提高蚜蟲(chóng)對(duì)寄生蜂的敏感性及對(duì)瓢蟲(chóng)和病原性真菌的抗性(Tsuchidaetal.,2010;ukasiketal.,2013)，但目前對(duì)該屬細(xì)菌是否參與桃蚜的營(yíng)養(yǎng)代謝等方面還需進(jìn)一步研究。本研究發(fā)現(xiàn)桃蚜體內(nèi)大量真菌未能注釋鑒定到屬，已鑒定的343個(gè)真菌屬中，優(yōu)勢(shì)屬不明顯，且有的屬在取食不同食物的桃蚜體內(nèi)含量存在差異，如取食白菜的桃蚜中青霉屬Penicillium的豐度比取食甘藍(lán)的桃蚜低3.92%，可能與青霉屬Penicillium具有產(chǎn)生抑菌活性物質(zhì)的能力有關(guān)(王天召,2019)。

此外，對(duì)桃蚜體內(nèi)細(xì)菌和真菌的多樣性和豐富度比較顯示，取食白菜的桃蚜中細(xì)菌OTU數(shù)量與取食甘藍(lán)的桃蚜基本相等(分別為898個(gè)和890個(gè))，這些OTU中有829個(gè)是相同的。將這些OTUs均一化處理后進(jìn)行Alpha多樣性分析發(fā)現(xiàn)，取食白菜和甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)細(xì)菌Shannon、Simpson、Chao1和Ace等對(duì)應(yīng)指數(shù)雖略有波動(dòng)，但無(wú)顯著性差異，說(shuō)明二者桃蚜體內(nèi)細(xì)菌多樣性和豐富度無(wú)顯著變化，桃蚜體內(nèi)的菌群多樣性和豐富度呈現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。取食白菜的桃蚜體內(nèi)真菌Simpson指數(shù)高于取食甘藍(lán)的桃蚜，說(shuō)明取食甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)真菌物種多樣性明顯高于取食白菜的桃蚜，可能是因?yàn)槭澄锏臓I(yíng)養(yǎng)成分不同所致。

研究發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)體內(nèi)微生物多樣性與食物﹑性別﹑品種及環(huán)境因素有關(guān)(Suetal.,2016)。不同寄主植物會(huì)引起昆蟲(chóng)腸道微環(huán)境的變化(Leeetal.,2017)，進(jìn)而導(dǎo)致腸道微生物多樣性的差異。本研究發(fā)現(xiàn)取食白菜和甘藍(lán)的桃蚜體內(nèi)微生物菌群存在差異，但差異不顯著。桃蚜營(yíng)轉(zhuǎn)寄主生活，存在冬寄主(桃、梨Pyrusspp.、李等)和夏寄主(甘藍(lán)、白菜、蘿卜RaphanussativusL.、油菜BrassicachinensisL.、茄子SolanummelongenaL.、煙草、菠菜SpinaciaoleraceaL.等)。研究選用的白菜和甘藍(lán)均屬于夏寄主，桃蚜可能在夏寄主間遷飛，進(jìn)行穩(wěn)定的孤雌生殖，使種群趨于一致，導(dǎo)致桃蚜體內(nèi)微生物差異不顯著。此結(jié)果與劉艷紅等(2018)對(duì)桃蚜共生菌研究結(jié)果一致，其研究發(fā)現(xiàn)冬寄主和夏寄主上孤雌桃蚜體內(nèi)共生菌差異較大，但不同夏寄主間桃蚜體內(nèi)次生共生菌相似。本研究初步分析了兩種十字花科蔬菜對(duì)桃蚜體內(nèi)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，為進(jìn)一步探明桃蚜體內(nèi)微生物的功能及其與寄主植物的關(guān)系，后續(xù)研究將增加寄主植物種類(lèi)并借助宏基因組技術(shù)，探究腸道微生物在桃蚜消化吸收中的功能和作用，以期為深入研究桃蚜食性及其對(duì)不同寄主植物的適應(yīng)性提供有力依據(jù)。