在全球人口持續增長與有機廢棄物處理壓力倍增的雙重挑戰下，開發替代蛋白質來源已成為緩解糧食生產環境影響的迫切需求。黑水虻（Hermetia illucens）因其能夠高效轉化有機廢棄物為高價值昆蟲蛋白，近年來被視為替代豆粕和魚粉的理想候選者。然而，其規模化養殖仍面臨成蟲產卵效率低、幼蟲收獲不協調等瓶頸，這些難題與微生物群落在宿主發育過程中的作用密切相關。尤其值得注意的是，卵表微生物群落作為潛在調控雌蟲產卵行為的關鍵因素，其來源與組成動態至今尚未明確。

發表于《Microbial Ecology》的最新研究《Stage-Specific Microbiota Transitions Throughout Black Soldier Fly Ontogeny》系統揭示了黑水虻全生命周期微生物群的更替規律。該研究團隊通過比較幼蟲腸道（飼喂滅菌/未滅菌飼料）、血淋巴、蛹體細胞漿、產卵器洗滌液、卵巢卵、新鮮產出卵、成蟲接觸卵及表面滅菌卵等10類樣本的微生物組成，發現幼蟲期以摩根菌（Morganella）、大腸桿菌（Escherichia）和變形桿菌（Proteus）等腸桿菌科為優勢菌屬，而卵期微生物多樣性顯著降低，伯克霍爾德菌-卡巴勒隆尼亞-副伯克霍爾德菌（Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia）成為絕對主導類群。

研究采用16S rRNA基因V3-V4區擴增子測序（Illumina MiSeq平臺）分析微生物群落結構，通過DADA2流程獲得擴增子序列變體（ASV）。利用線性判別分析（LEfSe）識別階段特異性標志菌群，并通過PERMANOVA檢驗組間差異。樣本隊列來自實驗室連續繁殖7代的黑水虻種群，飼養條件嚴格控溫（27±0.5°C）控濕（60±0.5%）。卵細胞質微生物通過顯微操作提取后培養分離，并通過Sanger測序鑒定菌種。

幼蟲腸道微生物群不受飼料滅菌處理顯著影響，均以腸桿菌科為核心類群。血淋巴樣本中腸桿菌科豐度下降，而芽孢桿菌科（Bacillaceae）和伯克霍爾德菌科比例上升。蛹期腸桿菌科與伯克霍爾德菌科豐度接近，成蟲期腸桿菌科重新占優，但伯克霍爾德菌科仍保持高豐度。所有卵樣本中伯克霍爾德菌科占比超70%，其中表面滅菌卵（ES）和成蟲接觸卵（EC）的群落結構高度相似，表明伯克霍爾德菌科在卵表具有顯著競爭優勢。

卵期微生物香農多樣性指數顯著低于幼蟲期（p=0.020）和成蟲期（p=0.004）。維恩圖分析顯示，幼蟲期特有ASV數量最多（118個），而成蟲產卵器洗滌液（WS）與新鮮產出卵（EA）獨家共享22個ASV，顯著高于卵巢卵（EO）與雌蟲腹部（FA）的共享ASV數量（3個），證實微生物在產卵過程中通過產卵器主動接種至卵表。

LEfSe分析確定伯克霍爾德菌-卡巴勒隆尼亞-副伯克霍爾德菌為卵期標志菌群（LDA≥2），而幼蟲期以摩根菌、蜜球菌（Melissacoccus）和大腸桿菌/志賀菌（Escherichia/Shigella）為特征菌屬。PERMANOVA證實不同發育階段（p=0.001）及組織部位（p=0.001）的微生物群落結構存在顯著差異。

僅新鮮產出卵（EA）和成蟲接觸卵（EC）可成功孵化，而卵巢卵（EO）和表面滅菌卵（ES）完全失活。幼蟲在滅菌與未滅菌飼料中的生長無顯著差異，但未滅菌飼料組死亡率較高，滅菌飼料組化蛹率較低。

從單個卵細胞質中分離出黃檗芽孢桿菌（Bacillus zanthoxyli）和西宮皮球菌（Dermacoccus nishinomiyaensis），但二者未在主流測序數據中檢出，提示其可能為低豐度共生菌或污染物。

本研究首次揭示伯克霍爾德菌科在黑水虻卵表微生物群中的核心地位，并證明其定植發生在產卵過程中而非卵內遺傳。該發現顛覆了傳統認為卵表微生物主要來自環境接種的認知，為通過人工接種特定菌群調控產卵行為提供了新思路。未來研究需聚焦伯克霍爾德菌科功能（如營養素補充、殺蟲劑降解）、微生物垂直傳播機制及其對幼蟲免疫和轉化效率的調控作用，最終推動黑水虻養殖向精準微生物管理方向演進。