Funkční diverzita endosymbiontů trávicího traktu herbivorního hmyzu.

Bc. Magdaléna FRANKOVÁ

Master's thesis

Functional diversity of endosymbionts recorded in alimentary tract of insect herbivores.

Anotácia:

Mikroorganismy, kteří se vyskytují u hmyzu, jsou známy jako tzv. skrytí hráči přímo ovlivňující své hostitele. Mnoho studií se proto zaměřuje na bakteriální mikrobiom a jeho vztah k hostiteli. Střevní mikrobiom řádu Lepidoptera je do značné míry rozdílný mezi druhy a v rámci druhu, proto se studie začali více zajímat o možné funkce střevních bakterií tohoto řádu. Cílem práce bylo vypracovat rešerši o endosymbiontech motýlů a jejich ekologických funkcích. Potrava a vývojové stádium jsou hlavní faktory ovlivňující strukturu a funkci bakterií ve střevech motýlů. Bakterie u řádu Lepidoptera mohou hrát významnou roli při trávení potravy, ochraně proti sekundárním metabolitům rostlin a patogenům, degradaci insekticidů a reprodukční manipulaci. Vzájemné mikrobiální interakce, jejich rozsah a vliv na utváření mikrobiomu, zůstávají však do značné míry neprozkoumané. Dalším cílem bylo statisticky zpracovat výsledky bakteriálních interakcí u bakterií identifikovaných pomocí metody "DNA metabarcoding" ve střevech vybraných druhů Lepidoptera. Analýza sítí přináší první náhled na mikrobiální interakce. Výsledné sítě v rámci kategorií (lokalita, hostitelská rostlina, gilda, potravní strategie a druh motýla) jsou značně rozdílné. Převážná většina zjištěných bakterií není v žádném vztahu, avšak byly zde identifikovány taxony Propionibacterium sp., Erwinia sp., Chryseobacterium sp., Pseudomonas sp., Methylobacterium sp. a Staphylococcus sp.), které se zdají být klíčové pro strukturu a funkci mikrobioty. Tato studie rozšiřuje naše dosavadní znalosti bakteriální mikrobioty řádu Lepidoptera.

Abstract:

The microorganisms that occur in insects are known as "hidden players" directly affecting their hosts. Many studies have therefore focused on bacterial microbiome and its relationship to the host. The gut microbiome of Lepidoptera is highly variable between and within species, so studies have become more interested in the possible functions of gut bacteria in this insect order. The aim of this work was to provide an overview on endosymbionts of butterflies and their possible ecological functions. Diet and developmental stages are the main factors affecting the structure and function of bacteria in the gut of butterflies. Bacteria in Lepidopter can play an important role in digestion of food, protection against plant secondary metabolites and pathogens, insecticide degradation and reproductive manipulation. However, the interactions of microbial interactions, their extent and influence on microbiome formation remain largely unexplored. Another aim was to statistically process the results of bacterial interactions in bacteria detected by the method "DNA metabarcoding" in the gut of selected Lepidopteran species. Network analysis provides a first insight into microbial interactions. The resulting networks vary considerably across categories (locality, host plant, guild, food strategy and butterfly species). Most of the identified bacteria is not in any relationship, but there were identified taxa (Propionibacterium sp., Erwinia sp., Chryseobacterium sp., Pseudomonas sp., Methylobacterium sp. and Staphylococcus sp.), which seem to be crucial for the structure and function of the microbiota. This study extends our current knowledge of lepidopteran the bacterial microbiota.

Kľúčové slová

DNA metabarcoding, Lepidoptera, bakterie, symbiont, analýza bakteriální sítě

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 4. 5. 2020

Zverejniť od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 5. 6. 2020
• Vedúci: doc. Mgr. Pavel Drozd, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Biology / Experimental Biology