昆蟲是否耐熱由體內(nèi)共生菌說(shuō)了算

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所（以下簡(jiǎn)稱植保所）天敵昆蟲保護(hù)與利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通過(guò)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(duì)昆蟲宿主耐熱性的制約機(jī)制，這為研究昆蟲耐熱性、環(huán)境適應(yīng)及物種分布提供新思路。該研究成果在線發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》。

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，因此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(jí)共生細(xì)菌布赫納氏菌為研究對(duì)象，探討與宿主協(xié)同進(jìn)化超過(guò)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(jià)迅速下降，而耐熱蚜蟲的布赫納氏菌效價(jià)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(jìn)行了驗(yàn)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(dá)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，從而從兩個(gè)方面闡明，即便蚜蟲宿主本身有調(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(duì)宿主耐熱性或物種分布具有決定性作用。研究成果對(duì)于全面認(rèn)識(shí)害蟲耐逆機(jī)制、開發(fā)創(chuàng)新性害蟲防控對(duì)策有重要的科學(xué)理論意義。