細(xì)菌源水平轉(zhuǎn)移基因可合成生物素提高動(dòng)物的適合度

昆蟲共生菌在自然界中廣泛分布，水平基因轉(zhuǎn)移在昆蟲-共生菌系統(tǒng)中普遍存在。然而，水平轉(zhuǎn)移基因（HTGs）在昆蟲-共生菌系統(tǒng)中的作用仍屬推測。例如，植物韌皮部缺乏B 族維生素，然而，水平轉(zhuǎn)移基因如何幫助昆蟲適應(yīng)植物韌皮部的機(jī)制尚不清楚。之前發(fā)現(xiàn)，由于煙粉虱基因組攜帶細(xì)菌源的HTGS，煙粉虱及其共生菌Hamiltonella 在生物素合成途徑方面存在代謝重復(fù)。在這項(xiàng)研究中證明了煙粉虱缺失共生菌Hamiltonella 后，生物素水平下降，而煙粉虱的水平轉(zhuǎn)移生物素合成基因表達(dá)水平顯著提高。共聚焦顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)了水平轉(zhuǎn)移生物素合成基因編碼的蛋白在煙粉虱攜帶共生菌的含菌細(xì)胞內(nèi)具有特異性的表達(dá)模式。將大腸桿菌生物素合成基因替換為煙粉虱HTGs 后，能夠恢復(fù)大腸桿菌生物素合成基因敲除菌株的活力。沉默煙粉虱HTGs 降低了生物素含量，提高了煙粉虱死亡率，抑制了煙粉虱的產(chǎn)卵量。更有意思的是，這些合成生物素的煙粉虱HTGs 存在于世界不同地區(qū)多個(gè)種的粉虱種群，具有共同的進(jìn)化起源。該研究證明了細(xì)菌源水平轉(zhuǎn)移基因可為煙粉虱合成生長發(fā)育必需的生物素，同時(shí)也為煙粉虱的精準(zhǔn)防控提供了很好的分子靶標(biāo)。