河北大学孙江华团队/康乐院士团队在《PNAS》发表研究成果，揭示虫菌共生入侵机制
学术
2024-09-06 17:21
法国
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红脂大小蠹（Dendroctonus valens）是我国林业重大入侵有害生物。其在原产地北美洲是一种次期性害虫，但在入侵我国后已导致近 1000余万株健康树木死亡。在对红脂大小蠹入侵机制的探究中，我们团队发现伴生真菌长梗细帚霉（Leptographium procerum）在红脂大小蠹入侵过程中与其形成了共生入侵复合体，在红脂大小蠹入侵成灾中起着重要作用。红脂大小蠹取食的油松韧皮部是一个营养匮乏并富含抗性物质的生存环境。而红脂大小蠹与其伴生真菌长梗细帚霉占据相同的生态位，两者之间的营养竞争也是不可避免的。因此，如何在营养匮乏并富含抗性物质的生存环境中维持红脂大小蠹和伴生真菌L. procerum虫菌共生入侵复合体的稳定，是红脂大小蠹暴发成灾的关键因子之一。对其虫菌共生入侵复合体维持机制的研究，一方面能够为多物种协同入侵机制研究提供经典范例，丰富和发展了虫菌共生入侵理论；同时挖掘的关键调控因子，为打破红脂大小蠹虫菌共生体实现红脂大小蠹的精准防控提供新途径。河北大学生命科学学院孙江华教授团队刘芳华副教授前期的研究工作表明红脂大小蠹共生细菌可以通过介导的营养消耗-补偿策略（The ISME Journal, 2020）以及作为体外消化/降解系统降解不利次生代谢物质松醇（Science Advances, 2022）来维持红脂大小蠹虫菌共生体的稳定。最新的研究工作表明，红脂大小蠹的肠道细菌可通过介导肠道微环境以及分泌物质来调控营养物质葡萄糖的吸收进而促进共生体中红脂大小蠹的生长发育，有利于共生体的稳定（图 1）。研究结果揭示了共生细菌在调控红脂大小蠹-共生真菌入侵复合体营养代谢中的作用，丰富了昆虫与微生物互作机制（PNAS，2024）。上述成果近期发表在PNAS上，河北大学生命科学学院刘芳华副教授为第一作者，硕士生杨韫文为共同第一作者，康乐院士和孙江华教授为共同通讯作者，康志伟副教授等为共同作者。上述研究得到河北大学生命科学与绿色发展研究院、国家自然科学基金（32088102）、河北省自然科学基金（C2023201034、C2023201075、C2022201042）和河北大学优秀青年科研创新团队等经费资助。Liu FH, Ye FY, Yan YW, Kang ZW, Liu Y, Chen W, Wang SG, Kou HR, Kang L*, Sun JH*. 2024. Gut bacteria are essential for development of an invasive bark beetle by regulating glucose transport. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 121(33): e2410889121 https://doi.org/10.1073/pnas. 2410889121 (中科院一区，IF5 = 10.8)
