Journal of Insect Physiology：两文连发，桂仲争团队在昆虫-微生物互作领域取得系统性突破

    近日，江苏科技大学生物技术学院、农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室桂仲争研究员团队在资源昆虫与微生物环境互作领域取得重要进展。两项研究成果相继被昆虫学领域国际权威期刊《Journal of Insect Physiology》接收在线，分别围绕“外源菌剂与家蝇幼虫协同驱动蚕砂纤维素高效降解”与“益生芽孢杆菌通过肠道微生态调控促进家蚕生长”两大方向，系统揭示了微生物与资源昆虫（家蚕、家蝇）互作促进生物质转化的深层机制。两篇论文前后衔接，形成了从“废弃物体外生物转化”到“宿主体内微生态调控”的完整研究链条，标志着团队在该领域实现了从单一技术探索到系统理论构建的重要跨越。

    论文一：外源菌剂协同家蝇幼虫重塑微生态，显著提升蚕砂纤维素降解效率

    首篇论文题为“Exogenous microbial agents interact with housefly larvae to reshape the microbiome and accelerate cellulose degradation in silkworm (Bombyx mori) excrement”。硕士生陈晨和张元昊为论文共同第一作者，李豪副教授和桂仲争研究员为共同通讯作者，江苏科技大学生物技术学院为第一完成单位。研究得到国家自然科学基金青年项目（32302687）、江苏省农业自主创新资金项目（CX(24)3084）和农业农村部植保装备重点实验室开放课题（ZBB202507）的资助。

    蚕桑产业在我国农业农村经济中占有重要地位，但生产环节中产生的大量蚕砂因富含结晶态纤维素而难以自然降解，成为制约废弃物资源化利用的关键瓶颈。本研究以蚕砂为主要基质，将两株前期从蚕砂中分离筛选的高效纤维素降解菌——枯草芽孢杆菌DC-11与特基拉芽孢杆菌DC-15引入家蝇幼虫生物转化系统。经过6天协同处理，单菌株处理组纤维素降解率分别达到52.64%和58.19%，混合菌剂组高达63.99%，显著高于未添加外源菌剂的对照组（39.41%）。借助16S rRNA高通量测序，研究揭示了外源菌剂对土著微生物群落的定向重塑作用：在门水平上，厚壁菌门（Firmicutes） 与放线菌门（Actinobacteria） 显著富集；在属水平上，芽孢杆菌属（Bacillus）、假单胞菌属（Pseudomonas）及纤维单胞菌属（Cellulosimicrobium）等已知纤维素降解功能类群丰度大幅提升。功能预测分析（PICRUSt2及Tax4Fun）进一步表明，外源菌剂添加显著提高了编码内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等关键纤维素酶基因的微生物类群丰度，从遗传代谢层面解释了降解效率提升的微生态机制。

    论文二：益生芽孢杆菌调控家蚕肠道菌群，增强纤维素消化能力并促进生长

    第二篇论文题为“Probiotic Bacillus strains enhance cellulose digestibility and silkworm growth via gut microbiota modulation”。硕士生靳跃琴和赵莹为论文共同第一作者，李豪副教授和桂仲争研究员为共同通讯作者，江苏科技大学生物技术学院为第一完成单位。研究获得国家自然科学基金青年项目（32302687）及江苏省农业自主创新资金项目（CX(24)3084）资助。

    该研究将视角从“体外堆肥”转向“体内微生态”，聚焦益生菌对家蚕肠道微生物群落的结构性调控。研究者从健康家蚕肠道中分离获得两株具有强纤维素降解潜力的本土芽孢杆菌——枯草芽孢杆菌Y11与贝莱斯芽孢杆菌Z55，分别以单菌及混合菌形式添食五龄家蚕。结果表明，益生菌处理组家蚕的体重增长、饲料消化率及全茧量均显著优于对照组；蚕砂中纤维素含量在处理后第2天和第3天分别较同期对照下降24.7%和31.8%。通过Tax4Fun2功能预测分析，研究还发现益生菌干预可快速提升肠道菌群中纤维素降解相关基因的潜在丰度，提示肠道微生态的重构可能是益生菌促进宿主纤维素利用效率的重要中间环节。

    两项研究虽针对不同场景（蚕砂废弃物处理 vs. 家蚕活体营养调控），但彼此呼应、逻辑递进，形成了完整的科学叙事：论文一借助家蝇幼虫这一“生物反应器工程师”，在蚕砂基质外部构建高效降解体系，实现了顽固纤维素的大幅消减；论文二则从家蚕肠道内部出发，通过益生菌原位调控宿主微生态，从源头上提升纤维素的消化吸收效率。一外一内，一为末端治理、一为前端调控，相互印证、互为补充，充分展现了团队在“资源昆虫—功能微生物—生物质转化”交叉领域的前瞻布局与系统研究能力。将为农业有机废弃物资源化利用和蚕桑产业绿色升级提供了重要的理论基础与技术储备。

    论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jinsphys.2026.105017

              https://doi.org/10.1016/j.jinsphys.2026.105047