近日,，動物科學(xué)學(xué)院田鈴團(tuán)隊(duì)在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)知名期刊《Waste Management》（2023年影響因子7.1）上在線發(fā)表了題為“Gut microbial communities and transcriptional profiles of black soldier fly (Hermetia illucens) larvae fed on fermented sericulture waste”的研究論文，在《Journal of Insects as Food and Feed》（2023年影響因子4.7）期刊上,，發(fā)表題為“Proteomic and transcriptomic analysis of cold- and heat-tolerant black soldier fly (Hermetia illucens) larvae”和“Selective breeding of heat-tolerant black soldier fly (Hermetia illucens) larvae: Gut microbial shifts and transcriptional patterns”的兩篇研究論文,。上述工作是團(tuán)隊(duì)繼2024年在《Waste Management》期刊上發(fā)表的關(guān)于黑水虻種質(zhì)資源收集及選育工作后的最新進(jìn)展。

　　在全球面臨有機(jī)廢棄物處理壓力的大背景下,，蠶桑廢棄物的資源化成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題,，傳統(tǒng)棄置處理的方式弊端較多。黑水虻幼蟲（BSFL）能夠高效生物轉(zhuǎn)化有機(jī)廢棄物,，其發(fā)展?jié)摿涫荜P(guān)注,。研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用微生物發(fā)酵技術(shù)，對蠶桑廢棄物進(jìn)行發(fā)酵前處理,，并以此飼養(yǎng)黑水虻幼蟲,。與未發(fā)酵組相比，在特定發(fā)酵組中幼蟲半數(shù)預(yù)蛹時(shí)體重顯著提高,，發(fā)育時(shí)間縮短4天,，存活率提高18%，廢棄物的生物轉(zhuǎn)化率得到提升,。深入探究腸道微生物群落發(fā)現(xiàn),，Sedimentibacter、Clostridium,、Enterococcus等有益共生菌屬豐度顯著增加,，而Providencia、Klebsiella等有害菌屬則明顯減少,。轉(zhuǎn)錄組分析表明,，發(fā)酵組后黑水虻腸道中大量上調(diào)基因與氨基酸、碳水化合物,、碳代謝及Toll和Imd信號通路等緊密關(guān)聯(lián),，表明微生物發(fā)酵可有效調(diào)控黑水虻基因表達(dá)，增強(qiáng)其代謝與免疫能力,，實(shí)現(xiàn)對有機(jī)廢棄物的高效利用與營養(yǎng)吸收,。這些結(jié)果為有機(jī)廢棄物可持續(xù)管理開辟新方向，有望推動生態(tài)農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展,，實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用,。以上成果論文第一作者為Fareed Uddin Memon博士后，田鈴教授為論文通訊作者,。

　　此前,，團(tuán)隊(duì)已收集,、建立了黑水虻種質(zhì)資源庫。以優(yōu)勢株（生物源株）在16℃和40℃下進(jìn)行連續(xù)11代的高/低溫選育,，獲得了相較于對照組更耐低溫或高溫的品系,，其幼蟲體重和干物質(zhì)轉(zhuǎn)化率顯著提高。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步利用RNA-seq,、全長轉(zhuǎn)錄組測序和蛋白組測序?qū)ι鲜瞿透?低溫黑水虻差異表達(dá)基因和蛋白進(jìn)行深入分析,，并探討了選育后的黑水虻耐高、低溫的分子基礎(chǔ),。以上成果論文第一作者為馮興暴博士后,，田鈴教授和胡文鋒副教授為論文通訊作者。

　　研究團(tuán)隊(duì)還采取了40℃高溫選育九代后的幼蟲腸道進(jìn)行16S測序,，篩選到了耐熱品系黑水虻腸道的優(yōu)勢菌群,。此外，RNA-seq結(jié)果顯示,，在熱應(yīng)激情況下40℃高溫選育組差異表達(dá)上調(diào)的基因主要參與Spliceosome,、Toll and Imd signaling和FoxO signaling等信號通路。這些工作為今后開發(fā)利用適應(yīng)不同逆境的黑水虻種群提供了方法,，揭示了黑水虻利用微生物菌群和差異基因應(yīng)對熱脅迫的生物學(xué)基礎(chǔ),，同時(shí)也為黑水虻的抗逆分子育種提供了依據(jù)與參考。以上成果論文第一作者為馮興暴博士后,，田鈴教授、徐漢虹教授和胡文鋒副教授為論文通訊作者,。

　　以上論文得到華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院胡文峰副教授團(tuán)隊(duì),、植物保護(hù)學(xué)院徐漢虹教授團(tuán)隊(duì)、生物源生物技術(shù)（深圳）股份有限公司以及意大利因蘇布里亞大學(xué)等的幫助與支持,。研究得到了深圳市科創(chuàng)委技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目（JSGG20201102173800002）,、廣東省自然科學(xué)基金（2022A1515010498）、廣西現(xiàn)代文化絲綢協(xié)同創(chuàng)新中心專項(xiàng)項(xiàng)目（2023GXCSSC13）和廣西生態(tài)栽培與應(yīng)用智能技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)項(xiàng)目(2024GXKLSEAIT02)等項(xiàng)目的資助,。

　　相關(guān)論文鏈接：

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956053X2500011X

　　https://doi.org/10.1163/23524588-00001215

　　https://doi.org/10.1163/23524588-00001439

文圖/動物科學(xué)學(xué)院