野生果蝇微生物组动态：宿主作物、性别与地理位置的协同调控机制

这篇研究首次系统揭示了野生斑翅果蝇(SWD)微生物组的动态特征，发现宿主作物类型、地理采样位置与性别交互作用共同塑造其微生物群落结构。通过16S rRNA测序分析来自美国4个地区3种作物的48份样本，鉴定出以Gluconobacter和Morganella为核心的优势菌群，并发现雌性个体具有更稳定的微生物互作网络，为开发基于微生物调控的害虫管理策略提供了新视角。

　　

微生物群落动态与生态影响因素

ABSTRACT

研究聚焦野生斑翅果蝇(Drosophila suzukii)全身细菌群落，揭示微生物控制害虫的潜在价值。通过对比实验室培养种群，发现野外种群微生物组成显著受宿主作物、采样地点和性别交互作用影响。优势菌属Gluconobacter和Morganella的共现模式呈现明显地理特异性，雌性个体展现出更复杂的微生物互作网络。

INTRODUCTION

动物微生物组对其生理具有深远影响，而作为模式生物的果蝇属具有简化微生物系统。斑翅果蝇(SWD)因其独特的产卵器成为重要农业害虫，其与近缘种黑腹果蝇(D. melanogaster)的微生物组差异主要源于食性分化。现有研究多局限于实验室环境，野外种群的微生物生态动态仍待解析。

MATERIALS AND METHODS

样本采集与处理

研究在美国密苏里州（接骨木）和俄勒冈州（黑莓/蓝莓混种区）采集48只野生SWD，采用BG-Sentinel 2诱捕器结合信息素诱剂。通过V3-V4区16S rRNA基因测序（Illumina NovaSeq平台）和DADA2流程获得扩增子序列变异(ASVs)，使用SILVA数据库进行物种注释。统计模型纳入宿主作物、性别为固定效应，地理位置为随机效应。

RESULTS

地理与性别的调控作用

• 多样性分析：雄性在接骨木作物中Shannon指数显著高于雌性（P=0.002），而Chao1丰富度主要受地理位置驱动（方差解释度44.8%）

• 群落组成：Proteobacteria占主导（89%），接骨木样本中Morganella相对丰度达83%，黑莓样本则以Gluconobacter为主（71%）

• 核心菌群：13个ASVs构成核心微生物组，包括Stenotrophomonas等具有抗生素抗性基因的菌属

• 性别网络：雌性网络模块性更高（0.641 vs 0.619），Weissella被识别为关键菌属；雄性网络中Komagataeibacter和Rahnella为枢纽节点

DISCUSSION

野外SWD微生物组呈现明显作物特异性，接骨木种植区的Morganella优势可能与果实生化特性相关。雌性更稳定的互作网络可能源于其生殖相关的免疫适应策略。研究首次报道了低丰度菌属（如Lachnoclostridium）作为关键节点的现象，暗示微生物调控中"稀有物种"的重要功能。这些发现为开发基于微生物组的害虫防控提供了生态学依据，但需注意全虫样本可能高估肠道实际菌群多样性。

ACKNOWLEDGMENTS

研究获得美国农业部SCINet项目（0201-88888-003-000D等）资助，Rishi Bhandari获ORISE博士后奖学金支持。