على غرار الثدييات ، فإن الجهاز الهضمي للحشرات هو تجويف لهضم الطعام وامتصاصه. معظم الحشرات تؤوي بكتيريا مترادفة متنوعة تزدهر في أحشائها وتعيش على التغذية التي توفرها المضيفات1. المجتمع المتزامن المعوي له تأثير عميق على العمليات الفسيولوجية المتعددة في الحشرات ، بما في ذلك هضم الطعام وإزالة السموم2،3،4 ، التغذية والتنمية5،6،7 ، الدفاع ضد مسببات الأمراض والطفيليات8،9،10،11 ، الاتصالات الكيميائية12،13 والسلوكيات 14 ، 15. ومن المثير للاهتمام أن بعض ميكروبات الأمعاء يمكن أن تكون مسببة للأمراض بشكل اختياري أو يتم التلاعب بها عن طريق غزو مسببات الأمراض لتفاقم العدوى ، مما يشير إلى أن بكتيريا الأمعاء يمكن أن تكون ضارة في بعض الحالات16،17،18. يمكن أن تعمل بكتيريا الأمعاء أيضا كمورد ميكروبي للتطبيقات التقنية الحيوية وإدارة الآفات. على سبيل المثال ، تم استخدام البكتيريا التي تهضم الليجنوسليلوز من الحشرات النباتية و xylophagous لهضم الخلايا النباتية لتطوير الوقود الحيوي19. إن تشتت تكافل الأمعاء الهندسي الذي يعبر عن جزيئات نشطة بيولوجيا هو تكتيك جديد وواعد لإدارة الآفات الزراعية والحرجية والبعوض الذي ينقل الأمراض المعدية19،20،21 ، والتي يمكن استخدامها أيضا لتحسين لياقة الحشرات المفيدة 22. وبالتالي فإن توضيح كيفية تصرف بكتيريا الأمعاء في الجسم الحي يعتبر أولوية للاستفادة الكاملة من وظيفتها واستغلالها بشكل أكبر في التطبيقات المختلفة.
يمكن للحيوانات أن تؤوي 1 إلى >1000 نوع من الميكروبات التكافلية في الأمعاء1. ونتيجة لذلك ، من الصعب التحقق بدقة من كيفية أداء الأصناف البكتيرية الفردية أو تجميعها داخل ، وما إذا كان المضيف أو شركاؤه الميكروبيون يقودون وظيفة محددة. لذلك ، فإن إعداد اليرقات المحورية للحصول على الحشرات الجنوتوبيوتيكية عن طريق الاستعمار الأحادي أو متعدد الأنواع ضروري للتحقيق في الوظيفة البكتيرية والتفاعل مع الحشرات23. في الوقت الحاضر ، تعد إدارة كوكتيلات المضادات الحيوية وتعقيم سطح بيض الحشرات من الطرق الشائعة لإزالة بكتيريا الأمعاء14،24،25،26. ومع ذلك ، لا يمكن للأنظمة الغذائية بالمضادات الحيوية القضاء على بكتيريا الأمعاء تماما ولها تأثير سلبي على فسيولوجيا الحشرات المضيفة27,28. وبالتالي ، فإن استخدام الحشرات المعالجة بالمضادات الحيوية قد يحجب القدرات الحقيقية لبعض بكتيريا الأمعاء. لحسن الحظ ، يمكن أن ينفي التعقيم السطحي للبيض هذه المشكلة23,29 ، والتي ليس لها أي آثار أو لا تذكر على الحشرات التجريبية. علاوة على ذلك ، لا يمكن أن تشبه الأنظمة الغذائية الاصطناعية تماما طعام الحشرات الطبيعي ، وتطوير نظام غذائي اصطناعي هو عملية مكلفة ومستهلكة للعمالة30,31.
خنفساء أوراق الصفصاف ، Plagiodera versicolora (Laicharting) (Coleoptera: Chrysomelidae) ، هي آفة آفة آكلة أوراق الشجر على نطاق واسع تتغذى بشكل رئيسي على أشجار الساليكاسيوس ، مثل الصفصاف (Salix) والحور (Populus L.) 32,33. هنا ، تم استخدام خنفساء أوراق الصفصاف كحشرة تمثيلية آكلة للأوراق لتطوير بروتوكول لإعداد وتربية حشرة خالية من الجراثيم. لقد استغلنا زراعة الأنسجة النباتية للحصول على أوراق الحور الخالية من الجراثيم إلى اليرقات المحورية P. versicolora الخلفية من البيض المعقم. تم التحقق من الحالة المحورية ليرقات P. versicolora من خلال الفحوصات المعتمدة على الثقافة والمستقلة عن الثقافة. يمكن لهذا البروتوكول الحفاظ على الحشرات المحورية التي تحاكي الحالة البرية بشكل أفضل من تربية الحشرات بنظام غذائي اصطناعي. الأهم من ذلك ، أن هذه الطريقة مريحة بتكلفة منخفضة للغاية ، مما يزيد من جدوى الحصول على الحشرات المحورية لدراسات التفاعل بين الميكروبات والأمعاء الحشرية المستقبلية ، خاصة بالنسبة للحشرات غير النموذجية التي لا تحتوي على أنظمة غذائية اصطناعية متطورة.