林学前沿||森保系郝德君和李同浦课题组在国际知名植物学期刊Plant, Cell&Environment发表重要研究成果
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科学
2024-10-24 17:08
江苏
近日，国际知名植物学期刊Plant, Cell & Environment在线发表了南京林业大学森林保护系郝德君和李同浦课题组题为“Diffusive Phyllosphere Microbiome Potentially Regulates Harm and Defence Interactions Between Stephanitis nashi and Its Crabapple Host”的研究论文。该研究发现了梨冠网蝽与其寄主海棠之间的微生物扩散效应，并揭示了微生物在调控昆虫适应性和植物防御反应中的潜在作用。
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深入理解昆虫与植物间的相互作用对于揭示害虫爆发机制至关重要。梨冠网蝽（Stephanitis nashi）作为农林业的一大害虫，对海棠等多种园林植物及果树构成了严重威胁。梨冠网蝽体内携带的丰富微生物群对其适应寄主海棠（Malus sp.）具有关键作用。然而，关于梨冠网蝽及其寄主植物相关微生物群如何共同影响植物对害虫危害的响应却不清楚。该研究发现，梨冠网蝽的危害显著改变了海棠叶际的细菌群落结构，并降低了叶际细菌的均匀度。值得注意的是，梨冠网蝽体内的细菌多样性显著低于毗邻的植物环境，这是因为受到了昆虫发育阶段、细菌扩散阶段以及内共生菌物种数量和丰富度等多重因素的潜在影响。研究进一步发现，梨冠网蝽与毗邻植物环境之间存在着广泛的细菌关联和扩散效应，表现为从土壤到叶际再到梨冠网蝽体内，细菌多样性逐渐降低，而细菌的获取率逐渐上升。相应地，梨冠网蝽危害也显著影响了海棠叶片的代谢反应，特别是维生素、氨基酸和脂质代谢等相关通路。此外，关联分析将这些代谢变化与叶际细菌的改变联系起来，强调了扩散性的叶际微生物在调节梨冠网蝽与海棠相互作用中的重要作用。总之，该研究揭示了昆虫与植物之间的细菌扩散效应及其在调控昆虫适应性和植物防御反应中的潜在作用，为解析植物-昆虫-微生物组的相互作用提供了新的见解。![]()
图1. 扩散性叶际细菌调控梨冠网蝽与海棠寄主之间危害与防御反应的互作模型该论文以南京林业大学为唯一通讯单位，林草学院森林保护系青年教师李同浦为论文第一作者，李同浦与郝德君教授为共同通讯作者。南京林业大学森保系赵吕权教授以及研究生谢加初和王晨昊参与了部分研究工作。该研究得到了国家自然科学基金（No. 32301594）、南京林业大学水杉青年科研启动基金（No. 163010320, 163010325, 163010344）以及江苏省研究生科研创新计划（No. KYCX24_1265）的资助。
