據(jù)中國農(nóng)科院最新消息，該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(guān)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(yīng)及物種分布提供了新思路。相關(guān)成果在線新近發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊(PNAS)》。
中國農(nóng)科院植保所副研究員張博介紹，昆蟲適應(yīng)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(guān)系密切，共生菌的耐熱性可能是構(gòu)成宿主昆蟲耐熱性的基礎(chǔ)。
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(xì)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(yīng)延遲。熒光原位雜交結(jié)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(yīng)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。
這就從兩個方面闡明，即使蚜蟲宿主本身有調(diào)節(jié)和適應(yīng)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(rèn)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(xué)理論意義。
圖為加熱后蚜蟲體內(nèi)共生菌的形態(tài)和數(shù)量變化。其中紅色為內(nèi)共生菌菌胞，藍色為蚜蟲組織
