桑葉葉際和家蠶腸道細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及功能分析

劉桂伽，陳永靜，孫慶業(yè)，張明珠

(安徽大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽省礦山生態(tài)修復(fù)工程實(shí)驗(yàn)室，合肥 230601)

家蠶（Bombyx moriL.）是鱗翅目昆蟲，其幼蟲以桑葉為主要食物，在我國(guó)的絲綢生產(chǎn)方面發(fā)揮著重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1-2]。家蠶因其體積較小、喂養(yǎng)周期短、易于飼養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是生物學(xué)、害蟲防治和免疫學(xué)等研究中重要的模式昆蟲之一[3]。家蠶的蠶絲產(chǎn)量等與其生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)，人們對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育的研究主要集中在食物種類、組成成分以及家蠶消化道環(huán)境方面[4]。

植物葉片外表面為細(xì)菌、真菌（絲狀和酵母）、藻類等微生物的定殖提供場(chǎng)所（葉際phyllosphere）[5]，這些生活在葉際上的微生物稱為葉際微生物（phyllosphere microorganisms）[6]。葉際微生物中最豐富的類群是細(xì)菌群落，在葉際中以106～107個(gè)·cm-2的細(xì)胞出現(xiàn)[7]，有些葉際細(xì)菌對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有積極的促進(jìn)作用，有些能抑制植物病原菌的生長(zhǎng)[8-9]。生活于植物葉際的微生物在植食性動(dòng)物的取食過程中，必然會(huì)大量進(jìn)入昆蟲消化道，可能會(huì)對(duì)腸道消化系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來源于腸道對(duì)食物的消化與吸收，昆蟲腸道中寄居著細(xì)菌、真菌、病毒等大量微生物，這些棲息于宿主消化道內(nèi)的微生物即為腸道微生物[10]。腸道微生物有助于昆蟲對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收[11]、對(duì)病原菌的抵御[12-14]以及宿主自身免疫調(diào)節(jié)[15]等，腸道微生物與宿主之間相互作用，協(xié)同進(jìn)化[16]。Ahn 等[17]發(fā)現(xiàn)膜翅目昆蟲東方蜜蜂（Apis cerana）和西方蜜蜂 （Apis mellifera）的腸道都是由幾種特定的細(xì)菌主導(dǎo)，腸道細(xì)菌群落可以作為蜜蜂的健康指標(biāo)[18]。王建梅[19]在3 種蝗蟲的腸道中共鑒定出7 門42 科54 屬。家蠶雖然取食較為單一，但其腸道菌群也與其他昆蟲一樣豐富，家蠶腸道微生物主要受食物及其所處的環(huán)境影響[20]。孫雪奇等[21]在家蠶中鑒定出253 種細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)家蠶發(fā)病率隨著用其中部分細(xì)菌研制的微生態(tài)制劑喂養(yǎng)而降低。Chen 等[22]運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)分析出與野生近緣種相比，家蠶腸道微生物多樣且獨(dú)特。

目前關(guān)于溫度、食物種類及其營(yíng)養(yǎng)成分、食物富集的農(nóng)藥等因素對(duì)腸道微生物的影響進(jìn)行了較多的研究。如家蠶經(jīng)高溫處理后腸道微生物顯著降低[23]，攝食柘葉的家蠶腸道菌群豐度明顯低于攝食桑葉的家蠶[24]，低劑量的農(nóng)藥暴露會(huì)導(dǎo)致腸道菌群的變化[25]，這些研究多基于環(huán)境條件以及食物的營(yíng)養(yǎng)成分，揭示葉片微生物通過昆蟲的取食行為進(jìn)入昆蟲消化道，對(duì)植食性昆蟲腸道微生物菌群產(chǎn)生影響的研究則較少。本研究通過對(duì)桑葉樣品和家蠶腸道樣品總DNA 提取并進(jìn)行高通量測(cè)序，分析桑葉葉際和家蠶腸道細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的異同以及取食桑葉過程中家蠶腸道各部分微生物群落的變化，以期為研究葉際微生物對(duì)家蠶腸道微生物的影響以及提高家蠶的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、減少病害提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 樣本的采集和處理

1.1.1 桑樹葉片采集 桑葉樣本采集自安徽省合肥市蜀山區(qū)安徽大學(xué)磬苑校區(qū)。用無菌手套采集新鮮的桑樹葉片，將其放入已滅菌的自封袋中，并立即放入4 ℃冰盒保存，帶回實(shí)驗(yàn)室。所采集的桑葉一部分存儲(chǔ)于-20 ℃冰箱內(nèi)用于葉際微生物提取，另一部分葉片用于飼喂家蠶。

1.1.2 試蟲來源及處理 供試家蠶（B.mori）品種為菁松×皓月，源自安徽省安慶市太湖蠶種場(chǎng)。按照常規(guī)方法進(jìn)行催青，1～5 齡飼養(yǎng)溫度保持在26～28 ℃，用所采集的桑樹葉片飼喂。

1.2 樣本微生物總DNA 的提取

1.2.1 桑樹葉片葉際微生物總DNA 提取 分別取8.0 g 樣品入100 mL 無菌水中，于37 ℃，120 r·min-1搖床振蕩30 min，超聲波振蕩（40 kHz）10 min，在無菌操作臺(tái)中，用真空抽濾裝置將混合液中的微生物收到0.22 μm 的濾膜上，用CTAB 法提取濾膜上的微生物總DNA。

1.2.2 家蠶腸道微生物總DNA 提取 幼蟲成長(zhǎng)到5 齡第3 天時(shí)，于喂食4 h 后，從100 只桑蠶中隨機(jī)選取健康大小一致的15 只幼蟲進(jìn)行樣本解剖，解剖前先用70%乙醇對(duì)家蠶幼蟲表面進(jìn)行消毒，再用蒸餾水沖洗，去除其上殘留的乙醇[26-27]， 在超凈工作臺(tái)中取出前、中、后腸的腸道內(nèi)容物（每段腸道內(nèi)均含有食物），每5 只蠶的同一段腸道內(nèi)容物裝入同一個(gè)已滅菌的離心管內(nèi)，采用 CTAB 方法對(duì)樣本的基因組 DNA 進(jìn)行提取[28]。

1.3 16S rRNA 基因的測(cè)序

選擇引物338F（5'-ACTCCTACGGGAGGCAG CAG-3'）和806R（5'-GGACTACHVGGGTW TCTT AA T-3'）用于擴(kuò)增細(xì)菌16S rDNA 的V3—V4 區(qū)域。PCR 反應(yīng)體系（25.0 μL）：2 × Phusion Master Mix 12.5 μL，1 μmol·L-1上下游引物各2.5 μL，DNA 模板50 ng，加ddH2O 至25 μL。PCR 擴(kuò)增程序：98 °C 30 s；98°C 10 s，54 °C 30 s，72 °C 45 s，35 個(gè)循環(huán)；最后72 °C 延伸10 min。將擴(kuò)增產(chǎn)物用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)PCR 產(chǎn)物純化效果，得到的PCR 產(chǎn)物由聯(lián)川生物技術(shù)股份有限公司的Illumina HiSeq（PE300）測(cè)序平臺(tái)系統(tǒng)測(cè)序。

用 QIIME 軟件執(zhí)行序列過濾，以保證分析結(jié)果準(zhǔn)確性。去除注釋為“葉綠體”、“線粒體”或“未知”（無法注釋到界級(jí)別的序列）的序列。操作分類單元 (OTU, operational taxonomic unit) 以 97% 的相似性進(jìn)行聚類，并根據(jù)用于16S rRNA 分析的SILVA 數(shù)據(jù)庫執(zhí)行 OTU 挑選和分類分配[29]，未與做參考的預(yù)期區(qū)域?qū)R的序列作為嵌合體被移除。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS 22.0 軟件，采用Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)分析α 多樣性指數(shù)差異。通過非度量多維標(biāo)度(NMDS)和相似性分析（ANOSIM，排列 = 999） 分析給定樣本之間細(xì)菌群落組成的差異，使用R 語言Vegan 包作出。使用R 語言中Venn Diagram 包作Venn 圖。使用Excel 2016 軟件做細(xì)菌優(yōu)勢(shì)門、科的相對(duì)豐度堆積柱狀圖。使用PICRUSt 軟件通過KEGG 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行家蠶腸道菌群的功能預(yù)測(cè)[30]。使用R 語言Heatmap 包作細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬和功能的相對(duì)豐度熱圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 桑葉和家蠶腸道微生物多樣性

本研究對(duì)桑葉和家蠶共12 個(gè)樣品測(cè)序，總共檢索到 131 090 個(gè)經(jīng)過質(zhì)量過濾和去除嵌合序列后的細(xì)菌序列，樣品的序列范圍為5 442 至18 063。桑葉葉際和家蠶腸道共檢出4 186 個(gè)OTU，其中桑葉和家蠶的前、中、后腸中分別有1 373、587、1 059和1 675個(gè)OTU。 桑葉與家蠶共有39個(gè)OTU，桑葉獨(dú)特的OTU 占82.37%。家蠶前、中和后腸共享了64 個(gè)OTU，家蠶腸道各個(gè)部分都有自己獨(dú)特的 OTU，尤其是中腸，其獨(dú)特的OTU 個(gè)數(shù)占觀察到OTU 總數(shù)的84.0%，前腸和后腸的獨(dú)特OTU 分別占71.6%和81.3%（圖1）。

α多樣性能反映出單個(gè)樣本內(nèi)部的物種多樣性（表1），Chao1 指數(shù)和Ace 指數(shù)反映樣本中細(xì)菌群落的豐富度，桑葉葉際中Chao 1 指數(shù)和Ace 指數(shù)與家蠶腸道各部位無顯著差異；家蠶腸道中前腸與后腸差異顯著（P＜ 0.05），腸道各部位數(shù)值后腸 ＞ 中腸 ＞ 前腸。Shannon 指數(shù)和Simpson 指數(shù)反映樣本中細(xì)菌群落多樣性，桑葉葉際與家蠶腸道（前腸、中腸、后腸）的Shannon 指數(shù)和Simpson 指數(shù)數(shù)值差別不大，其中家蠶中腸Shannon 指數(shù)和Simpson指數(shù)均大于桑葉葉際。家蠶腸道各部位Shannon 指數(shù)和Simpson 指數(shù)數(shù)值中腸 ＞ 前腸 ＞ 后腸。

表1 桑葉葉際和家蠶腸道細(xì)菌α 多樣性指數(shù)Table 1 Alpha diversity indexes of bacteria in phyllosphere of mulberry leaf and silkworm intestine

β多樣性可以反映不同樣本組間的差異，在OTU 水平上進(jìn)行NMDS 分析并基于 ANOSIM( analysis of similarities) 進(jìn)行組間差異檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)桑葉樣本與家蠶腸道樣本單獨(dú)聚類，兩者間差異顯著（P＜ 0.05），家蠶腸道各部位樣本之間存在交叉聚類，前、中、后腸三者間的差異不顯著（P＞ 0.05）（表2 和圖2）。

表2 桑葉葉際及家蠶腸道細(xì)菌不同分組樣本OTU 組成的相似性分析Table 2 Analysis of similarities ( ANOSIM) of the OTU composition of the bacteria in phyllosphere of mulberry leaf and silkworm intestine

2.2 桑葉葉際和家蠶腸道細(xì)菌群落的組成

桑葉葉際和家蠶腸道（前腸、中腸和后腸）細(xì)菌的 16S rDNA 基因序列共涉及 29 個(gè)門：其中優(yōu)勢(shì)的細(xì)菌門主要包括變形菌門（Proteobacteria）、厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、放線菌門（Actinobacteria）、異常球菌-棲熱菌門（Deinococcus-Thermus）、藍(lán)細(xì)菌門（Cyanobacteria）等（圖3）。這些門類在不同組織樣本中所占的比例不同，在桑葉葉際和家蠶后腸樣本中的優(yōu)勢(shì)門類為變形菌門（42.69%vs.64.64%）、厚壁菌門（26.45%vs. 23.53%）、放線菌門（13.69%vs. 6.10%）、擬桿菌門（13.11%vs. 4.57%）。家蠶前腸和中腸樣本中的優(yōu)勢(shì)門類為變形菌門（65.90%vs. 55.49%） 、厚壁菌門（24.16%vs. 23.53%）、擬桿菌門 （6.29%vs.9.00%）和放線菌門（2.64%vs.7.65%）。4 組中變形菌門的平均相對(duì)豐度最高，且其在家蠶腸道中的占比高于在桑葉葉際中的占比。

桑葉葉際和家蠶腸道（前腸、中腸和后腸）細(xì)菌的 16S rDNA 基因序列共涉及到268 個(gè)屬。在屬的水平上分析每組前10 個(gè)優(yōu)勢(shì)屬的豐度（圖4），葉際細(xì)菌與家蠶腸道細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出顯著差異，桑葉葉際細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬主要為芽孢桿菌屬Bacillus（24.57%）、薄層菌屬Hymenobacter（12.45%）、節(jié)桿菌屬Arthrobacter（11.30%）等。而家蠶腸道細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬為鞘氨醇單胞菌屬Sphingomonas、泛菌屬Pantoea、乳球菌屬Lactococcus等。此外，家蠶腸道不同部位的細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬也有所不同：家蠶前腸細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬為泛菌屬（24.29%）、乳球菌屬（6.57%）和鞘氨醇單胞菌屬（5.36%）。家蠶中腸細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬為鞘氨醇單胞菌屬（14.92%）、乳球菌屬（5.06%）和乳酸桿菌屬Limnobacter（3.60%）。家蠶后腸細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬為鞘氨醇單胞菌屬（12.76%）、厭氧芽胞桿菌屬Anoxybacillus（6.29%）和乳桿菌屬Lactobacillus（5.16%）。

家蠶前腸、中腸和后腸菌群豐度差異較大（圖5），前腸中的泛菌屬、水小桿菌屬Aquabacterium、Ottowia、鞘氨醇桿菌屬、葡萄球菌屬Staphylococcus和金黃桿菌屬Chryseobacterium在前腸的豐度顯著高于中、后腸；中腸的沙雷氏菌屬Serratia、Ruminococcaceae UCG-002、Ruminococcaceae UCG-014、擬桿菌屬Bacteroides、棲水菌屬Enhydrobacter和嗜血桿菌屬Haemophilus在中腸的豐度顯著高于前、后腸；后腸的Pedobacter、腸桿菌屬Enterobacter、短芽孢桿菌屬Brevibacillus、鏈球菌屬Streptococcus、厭氧芽孢桿菌屬和戴爾福特菌屬Delftia在后腸中顯著高于前、中腸。前腸與中腸中乳酸桿菌屬（2.28%vs. 3.60%）、Cloacibacterium（1.08%vs. 1.92%）、微小桿菌屬Exiguobacterium（2.20%vs. 2.34%）、丙酸桿菌屬Propionibacterium（0.74%vs. 0.74%）、乳球菌屬（6.57%vs. 5.06%）、副球菌屬Paracoccus（1.59%vs. 1.18%）、氫嗜菌屬Hydrogenophaga（0.61%vs. 0.53% ）和Vogesella（1.84%vs. 1.96%）豐度相似。前腸與后腸中乳桿菌屬（5.18%vs. 5.16%）、類芽孢桿菌屬Paenibacillus（0.80%vs. 0.80%）、氣單胞桿菌屬Aeromonas（1.61%vs.1.07%）和蒼白桿菌屬Ochrobactrum（2.51%vs. 1.71%）豐度相似。

2.3 家蠶腸道菌群功能預(yù)測(cè)

通過功能預(yù)測(cè)可以推測(cè)出家蠶腸道細(xì)菌群落的功能信息，在二級(jí)通路中共獲得35 個(gè)功能，對(duì)代謝、免疫和疾病相關(guān)的部分功能菌群進(jìn)行聚類分析（圖6）。通過組間聚類可知，3 組樣本被劃分為2 個(gè)亞群分支：家蠶腸道中前腸和中腸構(gòu)成一支，它們與后腸單獨(dú)構(gòu)成一支。表明家蠶腸道的前腸和中腸的微生物群落組成相似，而與后腸的差異較大。消化系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、能量代謝、代謝性疾病和傳染性疾病在家蠶前、中、后腸中的占比呈遞減趨勢(shì)，氨基酸代謝、碳水化合物代謝、神經(jīng)退行性疾病、免疫系統(tǒng)疾病、脂類代謝、其他氨基酸代謝、心血管疾病和核苷酸代謝在家蠶前、中、后腸中的占比呈增高趨勢(shì)。

3 討論與結(jié)論

本研究通過Illumina MiSeq 技術(shù)，對(duì)桑葉葉際以及家蠶腸道細(xì)菌群落進(jìn)行高通量測(cè)序，發(fā)現(xiàn)桑葉葉際與家蠶腸道細(xì)菌前4 個(gè)優(yōu)勢(shì)門類一致，為變形菌門、厚壁菌門、放線菌門和擬桿菌門，這與已報(bào)道的多種葉際及昆蟲腸道核心細(xì)菌類群一致[27,31-35]。如Redford 等[31]對(duì)美國(guó)科羅拉多州的56 個(gè)樹種的葉際細(xì)菌群落進(jìn)行研究，結(jié)果表明變形菌門、放線菌門以及厚壁菌門是優(yōu)勢(shì)類群；Kembel 等[32]發(fā)現(xiàn)新熱帶森林57 個(gè)物種共 137 棵樹的葉際細(xì)菌群落構(gòu)成多以變形菌門、放線菌門、擬桿菌門為主；張靜雨等[36]發(fā)現(xiàn)柞蠶5 齡幼蟲中腸中厚壁菌門，變形菌門和放線菌門均為優(yōu)勢(shì)菌門，擬桿菌門含量較低；Sun 等[37]發(fā)現(xiàn)健康家蠶5 齡幼蟲的腸道內(nèi)容物中最豐富的門為厚壁菌門、變形菌門、放線菌門和擬桿菌門；Chen等[22]對(duì)家蠶不同齡期的腸道細(xì)菌進(jìn)行研究，結(jié)果表明變形菌門、放線菌門、擬桿菌門和厚壁菌門為優(yōu)勢(shì)菌門。對(duì)葉際與腸道4 組樣本優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門的相對(duì)豐度進(jìn)行差異檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)前4 個(gè)優(yōu)勢(shì)菌門均沒有顯著差異，但異常球菌-棲熱菌門的相對(duì)豐度在葉際與腸道間存在顯著差異（P＜ 0.05）。異常球菌-棲熱菌門作為葉際細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)門類，葉際中的異常球菌-棲熱菌門的相對(duì)豐度遠(yuǎn)高于家蠶腸道。鑒于家蠶腸道內(nèi)微生物比桑葉葉際微生物具有更高的多樣性[22]，推測(cè)腸道內(nèi)具有更高的細(xì)菌多樣性，導(dǎo)致該門在腸道中的相對(duì)豐度占比降低。

在屬水平上，桑葉與家蠶腸道優(yōu)勢(shì)屬存在較大的差異，桑葉葉際細(xì)菌前3 個(gè)優(yōu)勢(shì)屬主要為芽孢桿菌屬、薄層菌屬和節(jié)桿菌屬，而家蠶腸道細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬為鞘氨醇單胞菌屬、泛菌屬和乳球菌屬。桑葉葉際中含量最高的芽孢桿菌屬隸屬于芽孢桿菌科，該屬的部分種類能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和防治植物病害，例如芽孢桿菌能緩解水稻受干旱的脅迫作用，保護(hù)煙草和辣椒葉免受病原菌的侵害[39-40]，因此可以推測(cè)芽孢桿菌屬可能同樣能促進(jìn)桑葉生長(zhǎng)發(fā)育及防御疾病。值得關(guān)注的是，盡管芽孢桿菌屬一些種類能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)，但它的部分種類卻是動(dòng)物腸道的致病菌，例如蘇云金芽孢桿菌是常見的蠶病致病菌[38]。本研究中，芽孢桿菌屬在家蠶腸道中占比較低，推測(cè)一方面家蠶腸道微生物比桑葉葉際微生物具有更高的多樣性，導(dǎo)致該屬在腸道中相對(duì)豐度占比降低；另一方面，腸道中的某些微生物具有抵抗病原菌的作用[12]，推測(cè)家蠶在消化桑葉的過程中腸道微生物減少了所食桑葉中的病原菌。桑葉葉際中鞘氨醇單胞菌屬的含量也較高，有研究表明葉際中的鞘氨醇單胞菌屬具有預(yù)防紫外線輻射以及抵御葉片病原菌的能力，如鞘氨醇單胞菌可以顯著降低病原菌的生長(zhǎng)，增強(qiáng)對(duì)葉片致病菌丁香假單胞菌的抵御能力[41-42]。本研究中家蠶腸道中含量最高的屬為鞘氨醇單胞菌屬，該屬的一些種類會(huì)增強(qiáng)宿主腸道消化和免疫反應(yīng)，對(duì)宿主的腸道健康有積極影響[43]。推測(cè)家蠶腸道中豐富的鞘氨醇單胞菌屬細(xì)菌能促進(jìn)家蠶對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收及自身免疫調(diào)節(jié)。

家蠶前腸、中腸和后腸優(yōu)勢(shì)菌群豐度差異較大。前腸中的泛菌屬的相對(duì)豐度顯著高于中腸和后腸，有研究證實(shí)了某些泛菌屬屬于植物的致病菌[44]，推測(cè)家蠶腸道中的致病菌通過攝食獲取。前腸中的乳球菌屬、乳桿菌屬相對(duì)豐度與后腸相似且高于中腸，兩屬中某些種類是常見的腸道益生菌，可以保持宿主腸道健康生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，從而維護(hù)宿主健康，防御疾病[45-46]。中腸中沙雷氏菌屬的相對(duì)豐度高于前腸和后腸，該屬隸屬于腸桿菌科，廣泛分布在自然界中，是動(dòng)物腸道的條件致病菌[47]。Ruminococcaceae UCG-002和Ruminococcaceae UCG-014在中腸中也具有較高的豐度，這兩個(gè)細(xì)菌屬隸屬于瘤胃菌科，其對(duì)腸道中的纖維降解過程和食物的消化吸收具有重要作用[48]，如在鱗翅目昆蟲腸道中，中腸是消化吸收食物的主要場(chǎng)所，具有大量促進(jìn)分解的細(xì)菌[20]。家蠶后腸中短芽孢桿菌屬和鏈球菌屬相對(duì)豐度高于前腸和中腸，這兩個(gè)菌屬是動(dòng)物腸道致病菌，推測(cè)家蠶通過取食等行為從環(huán)境中獲取了致病菌后在后腸中進(jìn)行富集積累。

功能預(yù)測(cè)結(jié)果顯示消化系統(tǒng)和能量代謝在家蠶的前腸、中腸中占比較高，這與鱗翅目昆蟲腸道結(jié)構(gòu)有關(guān)，其前腸的主要功能是存儲(chǔ)和初步分解食物，中腸的主要功能是消化吸收食物，后腸的主要功能是進(jìn)一步消化食物，并進(jìn)行相關(guān)代謝活動(dòng)[20]。傳染性疾病、代謝性疾病和免疫系統(tǒng)在前腸中具有較高的占比，在中腸和后腸中逐步遞減，推測(cè)在家蠶取食的過程中獲得致病菌，前腸和中腸中的益生菌增強(qiáng)了宿主的免疫功能，維持了宿主消化系統(tǒng)的健康。氨基酸代謝、碳水化合物代謝、脂類代謝和核苷酸代謝在家蠶的后腸中占比較高，這表明后腸主要參與糖類、蛋白質(zhì)、脂類等化合物生物合成和代謝轉(zhuǎn)化。

綜上所述，家蠶腸道細(xì)菌群落與葉際細(xì)菌群落前4 個(gè)優(yōu)勢(shì)菌門一致，均為變形菌門、厚壁菌門、擬桿菌門和放線菌門；桑葉葉際細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬主要為芽孢桿菌屬、薄層菌屬和節(jié)桿菌屬，家蠶腸道細(xì)菌則為鞘氨醇單胞菌屬、泛菌屬和乳球菌屬，這些優(yōu)勢(shì)屬分別構(gòu)成了桑葉葉際與家蠶腸道細(xì)菌群落的核心；家蠶腸道的前腸和中腸功能菌群相似，與后腸差異較大。