伴生微生物與松材線蟲－媒介天?；プ麝P(guān)系的研究進(jìn)展

封小慧，張賓，孫江華

(1. 中國科學(xué)院動(dòng)物研究所農(nóng)業(yè)蟲害鼠害綜合治理研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3. 河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，生命科學(xué)與綠色發(fā)展研究院，河北 保定 071002)

松材線蟲病(pine wilt disease，PWD)是全球森林生態(tài)系統(tǒng)的巨大威脅，對(duì)我國的生態(tài)系統(tǒng)造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失[1]。 松材線蟲Bursaphelenchus xylophilus為松材線蟲病的主要致病因子，而墨天牛屬M(fèi)onochamus昆蟲是松材線蟲的主要傳播媒介，二者在長期進(jìn)化過程中形成了緊密的共生復(fù)合體。 松材線蟲向新的寄主松樹傳播擴(kuò)散必須依賴于媒介天牛的攜帶，而松材線蟲危害的病木又為媒介天牛提供了適宜的產(chǎn)卵場(chǎng)所，幫助其繁殖，如此重復(fù)，導(dǎo)致了松材線蟲病的傳播蔓延與暴發(fā)成災(zāi)(圖1)。 研究表明，化學(xué)信號(hào)在松材線蟲－媒介天牛復(fù)合體的形成和維持中發(fā)揮著重要作用。 如松墨天牛Monochamus alternatus羽化時(shí)產(chǎn)生的C16 －C18 脂肪酸乙酯能夠誘導(dǎo)松材線蟲幼蟲從擴(kuò)散型3 齡(LⅢ)轉(zhuǎn)型到擴(kuò)散型4 齡(LⅣ)[2]。 而小分子信號(hào)物質(zhì)蛔甙(ascarosides)能夠協(xié)調(diào)松材線蟲和松墨天牛的一致發(fā)育[3]；松墨天牛呼吸產(chǎn)生的高濃度CO2能夠驅(qū)動(dòng)松材線蟲溢出天牛氣管，侵染健康松樹[4]。然而，越來越多的證據(jù)表明，伴生微生物(如細(xì)菌和真菌)在松材線蟲－媒介天牛復(fù)合體中同樣至關(guān)重要。 近年來，隨著微生物高通量測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展，伴生微生物與松材線蟲－媒介天牛間互作關(guān)系成為松材線蟲病研究的前沿?zé)狳c(diǎn)。

1 松材線蟲－媒介昆蟲伴生微生物組成及其地理變異

1.1 伴生微生物組成

1.1.1 松材線蟲伴生微生物

松材線蟲伴生微生物種類繁多，王慧利 等[5]從不同疫區(qū)以及不同松樹種類的病木中，分離到泛菌屬Pantoea、假單胞菌屬Pseudomonas和消化鏈球菌屬Peptostreptococcus三大類，共58 個(gè)菌株。 松材線蟲的蟲體、病死樹內(nèi)、媒介天牛幼蟲坑道和蛹室中也存在著大量的伴生真菌。 例如，趙桂華 等從松材線蟲疫木中分離出小型大單孢Haplosporella minor、長喙殼Ceratocystisspp. 、柳生球殼孢Sphaeropsis salicicola、環(huán)帶頭孢Cephalosporium zonatum和木生長喙殼Ophiostoma lignicola等多個(gè)松材線蟲的伴生真菌菌株[6]。 倫瑩瑩 等從媒介天牛坑道中分離培養(yǎng)出10 多種優(yōu)勢(shì)長喙殼類真菌[7]。 松材線蟲與其所攜帶的微生物經(jīng)歷長期協(xié)同進(jìn)化，形成了從互利共生到拮抗等多種互作關(guān)系[8]，影響著松材線蟲的侵染循環(huán)和傳播擴(kuò)散[9]。

1.1.2 媒介昆蟲伴生微生物

媒介昆蟲的伴生微生物同樣豐富多樣，其中，腸道微生物最為關(guān)鍵[10]。 媒介天牛腸道微生物的組成和多樣性隨著其生長發(fā)育而變化。 例如，松墨天牛幼蟲不同齡期，腸道內(nèi)主要細(xì)菌屬各不相同。 歐文氏菌屬Erwinia是1 齡和5 齡幼蟲中最豐富的屬，腸桿菌屬Enterobacter在3 齡和4 齡幼蟲中占主導(dǎo)地位，2 齡幼蟲中的主要屬為克雷伯氏菌屬Klebsiella、乳球菌屬Lactococcus和伯克霍爾德氏菌屬Burkholderia[11]。 也有研究報(bào)道媒介天牛幼蟲腸道中變形桿菌門Proteobacteria 和厚壁菌門Firmicutes是最具優(yōu)勢(shì)的兩個(gè)類群，腸桿菌屬Enterobacter是松墨天牛幼蟲腸道中最豐富的屬，而沙雷氏菌屬Serratia在天牛蛹腸道中占主導(dǎo)地位[12]。 還有研究表明，媒介昆蟲加洛墨天牛Monochamus galloprovincialis早期幼蟲中腸道相關(guān)細(xì)菌的多樣性高于后期幼蟲，這可能與它們之間的飲食差異有關(guān)[13]。 變形桿菌屬Proteus和厚壁菌門Firmicutes 是加洛墨天牛幼蟲腸道中最主要的類群，腸桿菌科(γ－變形桿菌)中的屬占主要部分，并且發(fā)生在所有取樣的幼蟲腸道中[13－14]。 研究昆蟲微生物組表征不僅有助于更好地了解細(xì)菌在松材線蟲病中的重要作用，而且有利于生物控制策略的制定[15]。

1.1.3 寄主植物伴生微生物

寄主植物伴生微生物種類繁多。 感病馬尾松Pinus massoniana和黑松Pinus thunbergii疫木的伴生真菌超過了30 個(gè)屬。 其中，長喙殼類真菌(ophiostomatoid fungi)和霉菌可能對(duì)線蟲繁殖和分布至關(guān)重要。 長喙殼類真菌多成為松材線蟲的伴生真菌，利于其生長繁殖，而霉菌多是線蟲的生物因子。 研究表明，與健康的松樹相比，受感染的松樹中的細(xì)菌多樣性顯著增加。 根瘤菌屬Rhizobium、伯克霍爾德氏菌屬Burkholderia和分枝桿菌屬M(fèi)ycobacterium是土壤和受感染松樹中的主要細(xì)菌類群；Gryllotalpicola和纖維單胞菌屬Cellulomonas是受感染的松樹中的主要屬[16]。 抗性松樹和健康松樹之間微生物種類和豐富度有較大差別，研究寄主植物伴生微生物，有助于探索基于微生物的松材線蟲控制的研究。

1.2 地理變異

伴生微生物雖然種類復(fù)雜，但其有一定的特異性和選擇性[17]，來源不同國家的松材線蟲其體表攜帶伴生細(xì)菌種類可能不同，甚至差別巨大。 巨云為 等分離鑒定了來自中國和日本的松材線蟲所攜帶的細(xì)菌發(fā)現(xiàn):在日本，松材線蟲優(yōu)勢(shì)伴生細(xì)菌為產(chǎn)氣腸桿菌Enterobacter aerogenus、產(chǎn)吲哚金黃桿菌Chryseobacterium indologenes、松鼠葡萄球菌Staphylococcus sciuri和耳葡萄球菌S.auricularis，其多為一些革蘭氏陰性菌；而在中國，多為假單胞桿菌屬Pseudomonas和泛菌Pantoea[18]。 曾腓力 等的研究也表明，日本松材線蟲的優(yōu)勢(shì)伴生細(xì)菌多以芽孢桿菌為主，美國則以泛菌為主，而中國以假單孢桿菌和泛菌為主[19]。 賁愛玲 等[20]從來源于美國、日本和中國的松材線蟲蟲株上分離并鑒定了其各自的優(yōu)勢(shì)菌，同樣發(fā)現(xiàn)日本蟲株優(yōu)勢(shì)菌為熒光假單胞菌或陰溝腸桿菌Enterobacter cloacae，美國的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌為成團(tuán)泛菌Pantoea agglomerans，中國的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌為陰溝腸桿菌或泛菌屬的Pantoea toletana。 這些研究都說明松材線蟲表面雖然都攜帶多種細(xì)菌，但不同地區(qū)有不同的優(yōu)勢(shì)種。 由此看來，松材線蟲的伴生細(xì)菌經(jīng)過長期的演替，種類和組成確實(shí)發(fā)生了很大的地理變異。

2 伴生微生物對(duì)松材線蟲－媒介天牛復(fù)合體的影響

線蟲和媒介昆蟲的互作是利用遺傳和分子手段研究免疫和寄生過程的良好模型。 昆蟲和線蟲各自都具有大量的伴生微生物，研究發(fā)現(xiàn)，伴生微生物與松材線蟲－媒介昆蟲天牛復(fù)合入侵體的關(guān)系密切。一些伴生微生物(如Sporothrixsp.1 等)能促進(jìn)松材線蟲種群數(shù)量增加，影響松材線蟲的生長發(fā)育、繁殖、侵染傳播等，也能提高松材線蟲侵染、擴(kuò)散概率，而有的微生物(如Serratia)則可作為松材線蟲的防控因子(圖1)。

圖1 伴生微生物與松材線蟲－媒介天牛互作關(guān)系Fig.1 Interaction between associated microbes and PWN－Monochamus vector beetle complex

2.1 伴生微生物與松材線蟲的生長繁殖

松材線蟲與其攜帶的伴生微生物在長期協(xié)同進(jìn)化后，形成了一種緊密的互利互惠共生關(guān)系。 趙博光 等[8]認(rèn)為一些細(xì)菌附著在松材線蟲表面，與松材線蟲一同侵入寄主松樹并為其生長發(fā)育以及繁殖提供一定的營養(yǎng)，形成對(duì)其有利的生存環(huán)境，同時(shí)提高了松材線蟲的適應(yīng)性和致病性。 松材線蟲與其攜帶的伴生細(xì)菌存在某種營養(yǎng)共生，對(duì)雙方的繁殖都有利，二者能互相提高適生性。 例如高濃度的堅(jiān)強(qiáng)芽胞桿菌Bacillus firmus一定程度上可以增進(jìn)松材線蟲繁殖[21]；惡臭假單胞菌Pseudomonas putida和熒光假單胞菌Pseudomonas fluorescens作為松材線蟲的優(yōu)勢(shì)伴生細(xì)菌，它們的存在同樣能夠迅速提高松材線蟲的繁殖速率，還可以促進(jìn)松材線蟲產(chǎn)卵[8，22]。多數(shù)伴生細(xì)菌能通過產(chǎn)生低濃度的苯乙酸來促進(jìn)自身和松材線蟲的繁殖，因此談家金 等推測(cè)，苯乙酸在促進(jìn)松材線蟲繁殖中起重要作用[23]。 田雪亮 等[24]發(fā)現(xiàn)，伴生細(xì)菌能夠通過改變某些代謝途徑而降解松樹體內(nèi)的某些代謝產(chǎn)物，如通過降解對(duì)線蟲有毒性的松萜類物質(zhì)、苯甲酸類物質(zhì)等，從而提高松材線蟲的適生性，進(jìn)而促進(jìn)線蟲的繁殖和種群數(shù)量的增加。 綜上，伴生細(xì)菌不僅能為松材線蟲降解某些毒性物質(zhì)，而且能夠分解某些營養(yǎng)物質(zhì)，為松材線蟲提供適宜的生存環(huán)境，從而促進(jìn)其生長發(fā)育[24]。 在松材線蟲的擴(kuò)散期，松材線蟲病木中的優(yōu)勢(shì)真菌，小孢擬盤多毛孢Pestalotiopsis microspora、松球殼孢菌Sphaeropsis sapinea、長喙殼菌Ceratocystisspp. 、木霉、曲霉、輪枝霉菌Verticilliumspp.等能顯著增加媒介天牛攜帶松材線蟲的數(shù)量；相同條件下，伴生優(yōu)勢(shì)真菌不同，松墨天牛羽化時(shí)所攜帶線蟲的數(shù)量也不同[25－26]。 不同優(yōu)勢(shì)真菌對(duì)蛹室中線蟲數(shù)量有顯著影響，而松墨天牛攜帶的線蟲數(shù)目又與蛹室中線蟲數(shù)目呈正相關(guān)[2]。 例如，當(dāng)松墨天牛蛹室的優(yōu)勢(shì)真菌為藍(lán)變菌時(shí)，松墨天牛羽化時(shí)可以攜帶藍(lán)變真菌(如長喙殼菌)孢子，這些真菌能增加天牛蛹室內(nèi)松材線蟲的種群數(shù)量從而提高松材線蟲的入侵性[25]。 研究還發(fā)現(xiàn)，存在長喙殼菌時(shí)其松枝上的松材線蟲蟲體生長最快、種群數(shù)量最多[25]。趙莉藺 等[2]的研究還發(fā)現(xiàn)，伴生真菌能同時(shí)影響入侵線蟲和其媒介天牛的發(fā)育。 在中國本地特有真菌Sporothrixsp.1 存在的情況下，線蟲能產(chǎn)生更多的雌性后代并且發(fā)育加快；Sporothrixsp.1 中活性物質(zhì)雙丙酮醇刺激松材線蟲產(chǎn)卵和雌成蟲體長增加而有效地促進(jìn)松材線蟲種群數(shù)量增長[2]。 也有學(xué)者提出，通過改變蛹室周圍真菌群落種類組成可以改變松墨天牛羽化所攜帶的松材線蟲數(shù)量[27－28]。

2.2 伴生微生物與松材線蟲的致病性

許多致病桿菌能夠存在于侵染型的線蟲宿主腸道中，待宿主線蟲侵染昆蟲后，致病桿菌被釋放進(jìn)入昆蟲血淋巴，進(jìn)而大量復(fù)制最終致死昆蟲[29]。 另外，一些致病桿菌部分基因的表達(dá)，有助于其宿主線蟲的生長發(fā)育，提高線蟲的繁殖力以及致病性[30]。有學(xué)者提出松材線蟲病致病因素為松材線蟲及其伴生細(xì)菌，二者缺一不可[31]。 不同線蟲攜帶伴生細(xì)菌的種類存在較大差異。 池樹友[22]從松材線蟲蟲體上分離到棲稻黃色單胞菌Flavimonas oryzihabitans和熒光假單胞菌，熒光假單胞菌是松材線蟲攜帶的主要伴生細(xì)菌并且其毒性最強(qiáng)。 研究發(fā)現(xiàn)黑松接種無菌松材線蟲9 個(gè)月后，仍有部分松樹維持健康狀態(tài)，而對(duì)照組接種帶菌松材線蟲的松樹則完全發(fā)病[22]。 從健康株中只能分離到松材線蟲，而分離不到細(xì)菌；但是從發(fā)病的松樹上可分離到大量線蟲和細(xì)菌，表明了松材線蟲在細(xì)菌的存在下可能更容易致病[22]，從而證明細(xì)菌影響松材線蟲致病能力。 梁波 等[32]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)生松材線蟲病時(shí)，由于微生物的存在，黑松體內(nèi)pH 值降低，并且存在著某種毒性物質(zhì)可使黑松細(xì)胞死亡，證實(shí)松材線蟲攜帶細(xì)菌所產(chǎn)生的致萎毒素對(duì)其致病性有促進(jìn)作用。 覃德文 等[33]指出了松材線蟲與其攜帶的細(xì)菌之間存在密切相關(guān)，毒素在松材線蟲伴生細(xì)菌的致病機(jī)制中起著重要作用。 洪英娣 等[34]發(fā)現(xiàn)無菌松材線蟲不能使黑松愈傷組織褐變和無菌黑松苗枯萎，而用無菌線蟲與熒光假單胞菌Ⅰ型(Pseudomonas fluorescensbiotypeⅠ)、熒光假單胞菌Ⅱ型(P.fluorescensbiotypeⅡ)和泛菌屬某種Pantoeasp. 分別混合接種均能使黑松無菌苗發(fā)生枯萎及愈傷組織嚴(yán)重褐變，證明伴生微生物能增強(qiáng)松材線蟲的致病性。 葉建仁 等[35]的研究表明，攜帶種類和數(shù)量相似細(xì)菌的松材線蟲其致病性卻可能不同，而在不同地區(qū)、不同寄主體上致病力相同的松材線蟲，它們所攜帶的細(xì)菌種類和數(shù)量也可能是不同的。 因此，關(guān)于松材線蟲攜帶的細(xì)菌在松材線蟲致病過程中如何影響或發(fā)揮致病作用的，還需要進(jìn)一步研究證實(shí)[36]。

2.3 伴生微生物與松材線蟲的入侵性

松材線蟲伴生微生物在線蟲侵染寄主和擴(kuò)散過程中發(fā)揮重要作用，影響其入侵性。 研究表明，松材線蟲經(jīng)過細(xì)菌處理后，在松樹體內(nèi)的繁殖速度將得到提升。 袁為敏 等[37]通過電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，松材線蟲除了體表攜帶細(xì)菌，其體內(nèi)也存在較多細(xì)菌，而且松材線蟲體內(nèi)環(huán)境較體表的復(fù)雜環(huán)境更為穩(wěn)定。 松材線蟲體內(nèi)伴生細(xì)菌能幫助其適應(yīng)松樹體內(nèi)的防御反應(yīng)，提高其寄生能力，例如嗜麥芽窄食單胞桿菌Stenotrophomonas maltophiliaNSPmBx03 可以提高松材線蟲的致病力和入侵性，提升染病馬尾松枯萎速率[11]。 對(duì)于媒介天牛的共生微生物來講，有些能夠幫助宿主抑制線蟲的侵染，增強(qiáng)自身免疫功能，具體表現(xiàn)在抑制寄生線蟲在體內(nèi)的生長，并且補(bǔ)償由于線蟲侵染而導(dǎo)致媒介昆蟲損失的繁殖力[38]。 在松樹枯死后松材線蟲無法從松樹獲取足夠營養(yǎng)時(shí)，伴生真菌就成為松材線蟲唯一的食物來源，松材線蟲取食伴生真菌，這樣松材線蟲種群在死亡松樹上還能夠繁殖擴(kuò)散，增加了松材線蟲的存活概率，同時(shí)也增加了松材線蟲侵入新區(qū)的可能性[7]。 松材線蟲的優(yōu)勢(shì)伴生真菌，不僅能顯著促進(jìn)擴(kuò)散型松材線蟲種群數(shù)量的增加，而且能顯著提高松材線蟲的擴(kuò)散、傳播能力[39－40]。 研究還發(fā)現(xiàn)，枯萎松樹細(xì)菌和真菌的豐富度和多樣性低于健康松樹，表明嗜木性芽孢桿菌感染可能降低寄主植物內(nèi)生微生物的豐富度和多樣性，增強(qiáng)松材線蟲的入侵性[41]。 盡管不同宿主昆蟲之間優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬的組成和豐富度存在很大差異，但來自不同宿主腸道的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬具有相似的代謝功能[42－43]。 已有研究表明:油松Pinus tabuliformis含有更高濃度和更多樣化的次級(jí)代謝物，這使它成為云杉花墨天牛M.saltuarius的抗性樹種；在取食油松的天牛幼蟲腸道中，多樣化的腸道微生物群有助于提高其代謝植物次生代謝物的能力，這有利于媒介天牛幼蟲克服寄主抗性從而增強(qiáng)自身入侵性[44－45]。

2.4 伴生微生物影響線蟲逃避天牛免疫

相對(duì)于繁殖型松材線蟲、雙胃線蟲Diplogasteroides asiaticus、秀麗隱桿線蟲Caenorhabditis elegans，擴(kuò)散型4 齡松材線蟲其體表攜帶更少的蛹室細(xì)菌。 研究明確了擴(kuò)散型4 齡松材線蟲幾乎不會(huì)攜帶蛹室細(xì)菌進(jìn)入松墨天牛氣管，并因此實(shí)現(xiàn)對(duì)松墨天牛的保護(hù)，從而逃避天牛免疫，提高松材線蟲－媒介天牛復(fù)合體的穩(wěn)定性[46]。

電鏡觀察松材線蟲發(fā)現(xiàn)，繁殖型松材線蟲體表存在較多的分泌物，或許正是這層黏性物質(zhì)能夠使大量的伴生細(xì)菌牢牢地附著在松材線蟲體表，增強(qiáng)伴生細(xì)菌的附著能力[47]，而且這些伴生細(xì)菌能夠從這些黏性物質(zhì)中獲得某些營養(yǎng)，從而形成牢固的共生關(guān)系。 而擴(kuò)散型4 齡松材線蟲表面的黏性分泌物較繁殖型各齡期松材線蟲的黏性分泌物少，猜測(cè)正是這一特性使其表面粘附的伴生細(xì)菌攜帶量減少從而逃避天牛免疫，與媒介天牛形成很好的復(fù)合共生入侵體[47]。

實(shí)時(shí)熒光定量PCR 法分析并檢測(cè)松墨天牛氣管的細(xì)菌，結(jié)果表明松墨天牛其氣管細(xì)菌總量在被松材線蟲侵染后并沒有顯著變化[46]。 在大麥培養(yǎng)基添加蛹室細(xì)菌粘質(zhì)沙雷氏菌Serratia marcescens后放入松墨天牛，在攜帶松材線蟲的松墨天牛氣管中并未檢測(cè)到粘質(zhì)沙雷氏菌，松墨天牛氣管中的細(xì)菌數(shù)量也并沒有因?yàn)閿y帶松材線蟲而顯著變化。 此結(jié)果表明不攜帶伴生細(xì)菌維持松墨天牛氣管的菌群穩(wěn)定，確保了松墨天牛氣管細(xì)菌菌群的相對(duì)穩(wěn)態(tài)，有助于減少松墨天牛對(duì)松材線蟲的免疫反應(yīng)，提高復(fù)合體的共生性[46]。

3 松材線蟲－媒介天牛對(duì)伴生微生物的影響

伴生微生物對(duì)松材線蟲－媒介天牛復(fù)合體的形成和維持至關(guān)重要，而入侵復(fù)合體對(duì)其伴生微生物的結(jié)構(gòu)和組成同樣具有重要的影響。 不少研究表明，松材線蟲－媒介天牛的復(fù)合共生體系也會(huì)反作用于其伴生微生物，對(duì)其伴生微生物的生長繁殖、種類分布產(chǎn)生影響。

3.1 松材線蟲－媒介天牛對(duì)細(xì)菌繁殖的影響

松材線蟲與伴生細(xì)菌之間存在某種營養(yǎng)關(guān)系，互相影響對(duì)方的生長發(fā)育，因此松材線蟲的存在也能促進(jìn)伴生細(xì)菌的生長發(fā)育，對(duì)其繁殖同樣是有利的[48]。 研究表明，松材線蟲不僅能促進(jìn)其伴生細(xì)菌的增殖和產(chǎn)毒，其死尸還能給伴生細(xì)菌提供營養(yǎng)[49]。 郭道森 等[50]還證實(shí)了松材線蟲的活體比死尸更加有利于洋蔥伯克霍爾德氏菌Burkholderia cepacia菌株B619 的增殖，這表明不管是松材線蟲活體還是死尸都可以促進(jìn)其伴生細(xì)菌的繁殖。 松材線蟲對(duì)其不同的伴生細(xì)菌有不同程度的促進(jìn)作用，對(duì)熒光假單胞菌的促進(jìn)作用最強(qiáng)，其次是泛菌，而對(duì)不解糖消化鏈球菌Peptostreptococcus asaccharolyticus卻幾乎沒有作用[17]。 趙博光 等也發(fā)現(xiàn)松材線蟲能明顯增進(jìn)熒光假單胞桿菌和惡臭假單胞桿菌的增殖[8]。

3.2 松材線蟲－媒介天牛對(duì)寄主植物真菌群落的影響

松材線蟲感染可降低寄主植物真菌的多樣性。采用高通量測(cè)序結(jié)合功能預(yù)測(cè)(FUN Guild)對(duì)自然感染松材線蟲松樹的松針、根和土壤中及周圍的真菌群落和功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究[51]，結(jié)果表明，病樹針葉真菌豐富度、多樣性和均勻度顯著低于健康樹，根系和土壤與健康樹無差異。 主坐標(biāo)分析(PCA)表明，真菌的群落和功能結(jié)構(gòu)僅在病樹和健康樹木的松針中存在顯著差異，在土壤和根部沒有顯著差異。這表明，PWN 感染主要影響黑松P.thunbergii針葉中的真菌群落和功能結(jié)構(gòu)，但不影響根部和土壤[51]。 這些證明了受松材線蟲感染后寄主植物真菌群落發(fā)生明顯變化，并且在感染的早期微生物多樣性的變化較為微小，隨著感染癥狀的惡化，微生物變化的多樣性顯著增加。 也有研究發(fā)現(xiàn)，微生物群落多樣性隨病程進(jìn)展而發(fā)生差異[52]，進(jìn)一步佐證了上面提到的寄主植物微生物群落因?yàn)槭艿剿刹木€蟲影響而發(fā)生變化。

4 應(yīng)用與展望

松材線蟲病在我國快速傳播蔓延，且逐年加劇，迄今成為我國最為嚴(yán)重的林業(yè)外來有害生物之一[53]，對(duì)其進(jìn)行防控刻不容緩。 其伴生微生物群落的演變和進(jìn)化可能是導(dǎo)致不同品系松材線蟲存在致病性差異的主要原因之一[20]。 例如在美國，經(jīng)歷了長期共處的松樹、媒介天牛、松材線蟲和伴生細(xì)菌，四者發(fā)生了協(xié)同進(jìn)化，伴生細(xì)菌可能發(fā)生了系列突變，從而進(jìn)化到了一個(gè)較高級(jí)階段，這些伴生細(xì)菌演變成了繁殖能力強(qiáng)和致病力低的優(yōu)勢(shì)菌種，這就導(dǎo)致了松材線蟲病在其發(fā)源地美國卻不是重要病害[19]。 因此，曾腓力 等[19]曾提出增殖培養(yǎng)美國松材線蟲攜帶的這種弱致病力的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌，來替代中國松材線蟲攜帶的強(qiáng)致病力的伴生細(xì)菌，從而降低中國松材線蟲致病力的想法，以達(dá)到生物防治的目的。 據(jù)專家分析，我國所有松樹種類都有可能感染松材線蟲病[54]，但目前防控的主要問題為松材線蟲病的整體防控策略相對(duì)比較單一，效果不太理想[55]。 因此，從破壞松材線蟲－媒介天牛復(fù)合體的角度去阻遏其傳播，將是非常理想的防控手段。 弄清松材線蟲伴生微生物的種類及優(yōu)勢(shì)種，以及松材線蟲對(duì)伴生微生物優(yōu)勢(shì)種的選擇性、特異性和專一性，探究松材線蟲與伴生真菌、細(xì)菌間的互作機(jī)制，篩選優(yōu)勢(shì)伴生微生物，弄清其致病機(jī)理，以便推廣運(yùn)用于松材線蟲病的生物防治中。 例如，淡紫擬青霉Paecilomyces lilacinusPT1 菌株發(fā)酵濾液對(duì)松材線蟲能起到強(qiáng)勁的毒殺作用，擁有理想的松材線蟲病防治效果；白僵菌也是防治松材線蟲的有效微生物之一，利用球孢白僵菌Beauveria bassiana對(duì)松墨天牛的強(qiáng)致病性，配合松褐天牛引誘劑一同使用，引誘劑發(fā)揮作用時(shí)，松墨天牛羽化聚集在引誘點(diǎn)周圍的松樹上取食時(shí)即會(huì)感染球孢白僵菌，并傳染至其他天牛，從而實(shí)現(xiàn)其感染致死松墨天牛的作用[56]。 李亮亮 等[57]從南京濕地松Pinus elliottii上分離出蠟樣芽孢桿菌Bacillus cereusNJSZ －13 菌株。 該菌株菌懸液處理線蟲48 h 后線蟲死亡率達(dá)到80%以上，并且該菌株在馬尾松體內(nèi)定殖能力強(qiáng)[58]，對(duì)松材線蟲病具有良好的生物防治潛能。

已有研究證明，遺傳重組技術(shù)能夠用于微生物的改造與菌株創(chuàng)新[59]。 因此，可以從伴生微生物遺傳改造的角度進(jìn)行松材線蟲病防治。 挖掘伴生微生物的關(guān)鍵致病因子和通路，對(duì)伴生微生物進(jìn)行基因改造，從而影響松材線蟲和媒介天牛的互作。 例如，遺傳改造松材線蟲－媒介天牛復(fù)合體的主要伴生真菌Sporothrixsp.1，使其表達(dá)外源毒素，或通過代謝相關(guān)基因和通路的敲除從而積累毒性物質(zhì)，可能是控制松材線蟲和松墨天牛種群數(shù)量的有效途徑之一[60]。 綜上，深入了解松材線蟲－媒介天牛與伴生微生物的互作關(guān)系，將為發(fā)展松材線蟲病導(dǎo)向性防控技術(shù)提供重要的理論依據(jù)。