Diverzita endosymbiontů herbivorního hmyzu

Jana PRÝMUSOVÁ

Bachelor's thesis

Diversity of herbivorous insect symbionts

Abstract:

Cílem této práce bylo shrnutí informací o ekologii a funkcích symbiontů vyskytujících se zejména u herbivorních brouků a vytvoření jejich databáze. Symbionti mají řadu funkcí, které příznivě působí na hostitele. Na rozmanitost bakteriální mikroflóry má zřejmý vliv typ potravní strategie. Ačkoli u herbivorního a xylofágního hmyzu existuje již řada studií zabývajících se střevní mikroflórou, celkově se o jejich funkcích ví velmi málo. Mikroflóra bryofágního hmyzu, dosud nebyla systematicky studována. Výjimku tvoří Peloridiidae (Coleorrhyncha), ale u nich byl studován jen jeden rod symbionta v bakteriomu. Předběžné výsledky však ukazují poměrně bohatá společenstva v trávicím traktu bryofágních brouků čeledi Byrrhidae. Přítomnost bakterií nebo jiných střevních mikroorganismů v mikroflóře (například hub) můžeme zjistit pomocí metagenomických nebo nemetagenomických studií. Nemetagenomické studie, založené především na kombinaci kultivace a sekvenace, dosud převažovaly nad metagenomickými. V poslední době se však metagenomika dostává do popředí a na jejím základě je možno určit s větší přesností složení střevní mikroflóry. Nejčastěji se u zkoumaných druhů hmyzu vyskytoval kmen Proteobacteria. U bryofágů byl odhalen větší počet anaerobních bakterií oproti ostatním potravním strategiím. Bylo zjištěno, které agary byly nejčastěji použity. Informace získané z databáze mohou být využity například pro určení nejlepších podmínek kultivace, a tím otevřít bránu k dalšímu výzkumu. Můžeme tak třeba kultivovat houby, jejichž výskyt ve střevech brouků (kromě kůrovců) není tolik známý.

Abstract:

The aim of the thesis was to summarize knowledge of ecology and functions of symbionts occuring particularly in herbivorous beetles and construct their database. The microbial symbionts possess numerous functions benefitial to their hosts. The divesity of bacterial microbiota is apparently shaped by diet strategy. Although there is plethora of papers dealing with gut symbionts of herbivorous and xylophagous insects, their functions are little known. The bryophagous insects microbiota have not been systematically studied yet. Peloridiidae (Coleorrhyncha) constitute the sole exception, with only one studied symbiontic genus in fat body. Preliminary results revealed relatively diverse communities in alimentary tract of bryophagous beetles of Byrrhidae family. The presence of bacteria or other microorganisms (e.g. fungi) in alimentary tract can be found via metagenomically or non-metagenomically based research. Non-metagenomic approach based primarily on combination of cultivation and sequencing have been dominated over metagenomics until now. Recently, however, the metagenomics comes to the fore and the structure of gut microbiota can be determined with higher accuracy on its basis. The Proteobacteria is the most abundant bacterial phyllum in focused insect species. Greater amount of anaerobic bacteria was revealed for bryophagous beetles compared to all other diet strategies. The most frequently applied agars were identified. The information aquired from database could be used e.g. for determination of best conditions of cultivation and thus open the possibilities for further research. We migt be able then cultivate also some fungi, whose occurence in beetles gut is not well known (except bark beetles).

Keywords

bryofagie, mikroflóra, diverzita bakterií, kultivace, metagenomika

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 4. 2015

Accessible from:: 27. 4. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 18. 5. 2015
• Supervisor: doc. Mgr. Pavel Drozd, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Systematic Biology and Ecology