腐食酪螨环境微生物组特征及其在操纵实验中的动态变化研究

这篇研究通过分析7种腐食酪螨（Tyrophagus putrescentiae）培养物的废弃生长培养基（SPGM）对4种螨虫种群生长和食物选择的影响，揭示了环境微生物组（含41个OTUs）与螨虫的互作机制。研究发现SPGM处理显著促进螨虫种群增长（最高达11倍），其中Kocuria、Brevibacterium等菌属丰度与种群增长呈正相关，证实了环境微生物组通过"外部瘤胃"假说（external rumen hypothesis）影响螨虫适应性。该研究为仓储害虫防控和过敏原形成机制提供了新视角。

　　

腐食酪螨环境微生物组及其操纵实验研究

引言
仓储螨虫腐食酪螨（Tyrophagus putrescentiae）是谷物、奶酪等储存食品的重要害虫，其短生命周期（10天）和指数级繁殖能力可导致食品完全分解。研究团队通过分析7个不同来源的螨虫培养物（表1），发现螨虫活动会形成具有特征性气味的微环境，其中包含粪便、食物残渣和微生物组成的复杂环境微生物组（environmental microbiome）。

材料与方法
实验采用SPGM（废弃生长培养基）作为粪便微生物来源，将其与燕麦片混合后饲喂4种螨虫培养物。通过V4_16S_DNA测序分析微生物组，结合种群生长测试和食物选择实验（使用橙G/卡红染色法），评估微生物组变化与螨虫生物学特性的关联。DNA提取采用Promega试剂盒，测序在Illumina MiniSeq平台完成，数据经MOTHUR和UPARSE处理获得41个OTUs。

结果
微生物组特征
环境微生物组由41个OTUs构成（图1），包括螨体内共生菌（Cardinium_4、Wolbachia_17）和粪便相关菌（Kocuria_2、Staphylococcus_1）。不同来源SPGM的微生物组成差异显著，5K和5L培养物以Kocuria_2为主，5Pi和5L富含Sodalis_66共生菌。

种群生长与食物选择
SPGM处理使螨虫种群增长最高达11倍（图2A），Bayes ANOVA显示SPGM处理是最关键因素（图2D）。食物选择实验中，32%个体偏好SPGM食物，14%处于饥饿状态（图2B-C）。5L和5N来源的SPGM促进效果最显著，Teplice品系增长最快。

微生物互作机制
dbRDA分析显示环境微生物组组成更依赖SPGM来源而非螨虫品系（图3）。Spearman相关性分析（表3）揭示Kocuria_2、Brevibacterium_8等菌在SPGM中的丰度与种群增长呈正相关，而Pseudomonas_12和Aquabacterium_56呈负相关。SIMPER分析（图5）表明Staphylococcus_1和Bartonella_3是微生物组差异的主要贡献者。

讨论
研究验证了"外部瘤胃"假说，证实SPGM中的微生物（特别是Kocuria）通过降解营养物质促进螨虫生长。Kocuria rosea产生的角蛋白酶（keratinase）可能协助分解环境中的角蛋白，而Bacillus的几丁质酶（chitinase）参与真菌残体降解。这些发现为理解仓储环境微生物-螨虫互作提供了新视角，对过敏原防控和食品保藏具有重要启示。

作者贡献
Jan Hubert设计实验并撰写论文，Eliza G?owska-Patyniak参与实验设计，Bruno Sopko负责贝叶斯统计分析。研究获得波兰国家科学中心（UMO-2021/03/Y/NZ8/00060）和捷克科学基金会（GF22-15841K）支持。