1.黑水虻概述

黑水虻（Hermetia illucens L.），腐生性的水虻科昆虫，能够取食禽畜粪便和生活垃圾，生产高价值的动物蛋白饲料，因其繁殖迅速、生物量大，食性广泛、吸收转化率高，容易管理、饲养成本低，动物适口性好等特点，从而可以进行资源化利用^[2]。在生态系统中,分解者是一个不可缺少和不可替代的成分。动、植物的残骸(植物落叶、动物尸体)由分解者作用后将其中的各种物质归还到无机环境中,分解者起着维持生态系统质循环的作用。黑水虻幼虫可以处理禽畜粪便和餐厨垃圾，而且黑水虻幼虫本身含较高比例的蛋白质、粗脂肪等,可以作为高质量的动物蛋白和能量饲料。但是如何提高转化效率、缩短转化周期以降低生产成本是黑水虻应用研究中需要解决的问题之一。因此分析黑水虻肠道细菌的多态性对于筛选出有益于黑水虻生长发育以及分解餐厨垃圾的菌群是一种有效途径，从而还能提高培养黑水虻的技术以及增强其分解效率^[1]。

2.黑水虻国内外研究进展

早期对于黑水虻的研究主要集中在对于不同种类的饲料对于黑水虻的生长发育的影响。喻国辉^[1]以利用黑水虻肠道共生细菌不同菌株培养液预发酵的鸡粪为培养料，研究了添加不同菌株的发酵鸡粪对黑水虻幼虫生长发育的影响。结果表明，添加不同菌株的预发酵鸡粪能显著增加预蛹和蛹的重量，显著提高化蛹率并增加雌、雄成虫体长，缩短预蛹所需时间，但对幼虫存活率、成虫羽化率、成虫寿命没有显著影响。与此同时徐健^[2]以黑水虻为研究对象,通过复合菌发酵处理猪饲料、餐厨余、猪粪作为昆虫饲料养殖4日龄的幼虫,进而研究复合菌发酵昆虫饲料对黑水虻幼虫存活率、幼虫历期、幼虫平均增重、料重比、转化率、蛹羽化率的影响。采用Folin-酚法和碘-淀粉比色法分别确定黑水虻幼虫消化酶活的最佳测定方法,研究饲料的灭菌处理以及幼虫的消毒处理对黑水虻幼虫消化酶酶活的影响。在这之后又有了在不同光^[3]、温度、pH等条件下^[4][5][6]黑水虻的生长发育情况。

随着对的黑水虻生长发育条件以及特性的研究，逐步由培养慢慢发展到深层次的分子水平的研究。利用宏基因组的技术^[7][8][9]对黑水虻的肠道细菌的进行研究，一般来说首先从BSF幼虫肠道中提取宏基因组DNA然后PCR扩增细菌16SrRNA，在这之后不同的科学家有着不同的测定比较方式，例如ERIC(肠杆菌基因间保守重复序列)-PCR指纹图谱技术，焦磷酸测序，以PCR为基础的rRNA及rDNA的分析方法以及变性梯度凝胶电泳（DGGE）。科学家们应用这些技术逐步的从分子水平上找到了适合培养黑水虻环境条件以及黑水虻在处理餐厨垃圾和作为鸡、猪、鱼类的饲料^[10][11][12]，既有效处理了生活垃圾，又为其他物种提供了优良的食物来源^[13][14][15]。

3.宏基因组技术

宏基因组数据分析方法通常分为两类^[8]：基于比对和基于序列特征的分析方法。基于比对的方法是以数据库作为参考,利用比对软件分析数据,方法的正确性依赖于数据库信息的完整程度。而序列特征直接提取于序列,是对基因组序列内部的组成和关联信息的深入挖掘,可以特异地区别物种以及基因组中的功能原件。所以基于序列特征的宏基因组分析方法不依赖于数据库,不仅能够准确分析宏基因组测序数据,还可以从中探索未知的信息,为研究人员提供新的研究思路。

3.1宏基因组的研究步骤^[9]：

3.1.1分离特定环境微生物DNA

方法上不同于传统的先培养微生物再提取DNA的做法，而是首先直接收集能够代表特定生物环境生物多样性的样品；然后利用各种理化方法破碎微生物，使其释放DNA，再利用密度梯度离心等方法进行分离纯化。