西南大学王进军教授团队在国际知名期刊《美国科学院院刊》(PNAS)上发表了题为“microRNA maintains nutrient homeostasis in the symbiont-host interaction”的研究文章。这项研究揭示了一种特殊的miRNA如何调控蚜虫与其共生细菌之间维生素B6的传输过程，创造性地利用miRNA作为‘分子桥梁’，连接共生微生物与宿主之间的营养交流，提出了“miR-3024-MRP4-VB6”这一分子调控路径，并全面评估了针对此路径控制蚜虫的可能性。该研究不仅增加了我们对昆虫miRNAs生理功能的理解，也为寻找特定的关键miRNA作为控制蚜虫的目标提供了新的思路，为防治蚜虫类害虫开辟了新途径。
研究团队首先从公开的蚜虫基因组及miRNAs数据库中鉴定出miR-3024是蚜虫特有的miRNA。接着，他们选取了两种典型的农业害虫——桃蚜(Myzus persicae)和豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)，研究发现miR-3024能特异性地调节ABC转运蛋白MRP4，且miR-3024与MRP4在同一细胞位置共存，这暗示它们可能在共生菌与宿主的互动中发挥作用。
为了更深入地理解MRP4的运输机制，研究人员给蚜虫喂食了miR-3024的模拟物，并对其进行了氨基酸、氨基酸衍生物和维生素的靶向代谢组学分析。结果显示，只有维生素B6(VB6)的水平明显下降。通过VB6诱导实验、分子对接、电生理学和微量热泳动实验，进一步证实MRP4可以与VB6结合并进行转运。
此外，团队详细分析了VB6生物合成途径中的六个核心基因在蚜虫及其共生菌基因组中的分布情况。研究发现，蚜虫和其主要共生菌Buchnera都缺少部分关键基因，而次要共生菌如Serratia、Regiella和Hamiltonella则具备VB6的生物合成能力。进一步实验表明，共生菌Serratia为蚜虫提供了必要的VB6。
鉴于VB6对于昆虫的生长发育至关重要，研究团队观察到，使用miR-3024模拟物处理后，多种蚜虫的死亡率显著上升。基于此，团队还评估了miR-3024作为目标物质对抗蚜虫的潜力，包括对非目标有益昆虫的安全性测试、构建转基因烟草植物、利用病毒诱导MRP4基因沉默等实验。
最后，研究发现miR-3024和共生菌Serratia在面对环境压力时表达量均会下降，共同维护蚜虫体内VB6的平衡状态。基于上述研究成果，团队构建了一个分子调控模型：“miR-3024-MRP4-VB6”通路，在正常情况下，共生菌合成VB6并通过MRP4跨膜通道输送到蚜虫体内，支持其生存；当miR-3024表达增加时，它会抑制MRP4的表达，减少VB6的转运，影响蚜虫的适应性和生存状况；而在环境压力下，蚜虫会减少miR-3024的表达，增加MRP4的表达，以促进更多VB6的转运，保持体内VB6的稳定。
本研究的第一作者为尚峰副教授，通讯作者为王进军教授，西南大学是唯一的完成单位。该研究得到了国家自然科学基金等多个项目的资助，包括国际合作重点项目和面上项目，以及国家现代农业（柑橘）产业技术体系岗位科学家资金的支持。参与此项研究工作的还包括丁碧月博士、牛金志教授、研究生卢金明和谢秀成、李传振博士、张伟副教授、潘登博士和蒋瑞旭博士。
