近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所天敵昆蟲保護與利用創(chuàng)新團隊通過研究不同耐熱能力的蚜蟲及其共生菌的關系，發(fā)現(xiàn)共生菌對昆蟲宿主耐熱性的制約機制，這為研究昆蟲耐熱性、環(huán)境適應及物種分布提供新思路。該研究成果在線發(fā)表在《美國科學院院刊(PNAS)》上。
據(jù)張博副研究員介紹，昆蟲適應環(huán)境溫度的能力顯著影響其生態(tài)及地理分布，而許多昆蟲與體內(nèi)的共生菌關系密切，因此共生菌的耐熱性可能是構成宿主昆蟲耐熱性的基礎。
該研究選擇不同耐性能力的6種宿主蚜蟲及其初級共生細菌布赫納氏菌為研究對象，探討與宿主協(xié)同進化超過一億年的共生菌是否限制了蚜蟲的耐熱表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)：熱敏感型蚜蟲受熱后，共生布赫納氏菌效價迅速下降，而耐熱蚜蟲的布赫納氏菌效價不受影響或反應延遲。熒光原位雜交結果直觀比較了熱敏感蚜蟲體內(nèi)共生菌胞的變形和收縮，而耐熱品系則沒有這種現(xiàn)象。此外，從熱激蛋白基因的數(shù)量和轉(zhuǎn)錄反應方面也進行了驗證。發(fā)現(xiàn)不同耐熱性蚜蟲最重要的差別在于其體內(nèi)共生菌小分子熱激蛋白的表達差異，即共生菌中該基因的突變或缺失均可影響蚜蟲的耐熱性。從而從2個方面闡明，即便蚜蟲宿主本身有調(diào)節(jié)和適應環(huán)境溫度的能力，但內(nèi)共生菌耐熱能力對宿主耐熱性或物種分布具有決定性作用。研究成果對于全面認識害蟲耐逆機制、開發(fā)創(chuàng)新性害蟲防控對策有重要的科學理論意義。
該研究得到國家留學基金委和中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程項目資助。（通訊員 歐陽燦彬）
原文鏈接：https://www.pnas.org/content/pnas/early/2019/11/12/1915307116.full.pdf
