據(jù)中國(guó)農(nóng)科院最新消息，該院植物保護(hù)研究所天敵昆蟲(chóng)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(chóng)及其共生菌的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)共生菌對(duì)昆蟲(chóng)宿主耐熱性的制約機(jī)制，這為研究昆蟲(chóng)耐熱性、環(huán)境適應(yīng)及物種分布提供了新思路。相關(guān)成果在線(xiàn)新近發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院刊(PNAS)》。
中國(guó)農(nóng)科院植保所副研究員張博介紹，昆蟲(chóng)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(chóng)與體內(nèi)的共生菌關(guān)系密切，共生菌的耐熱性可能是構(gòu)成宿主昆蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)的耐熱表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)：熱敏感型蚜蟲(chóng)受熱后，共生布赫納氏菌效價(jià)迅速下降，而耐熱蚜蟲(chóng)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(guān)比較了熱敏感蚜蟲(chóng)體內(nèi)共生菌胞的變形和收縮，而耐熱品系則沒(méi)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(chóng)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(chóng)的耐熱性。
這就從兩個(gè)方面闡明，即使蚜蟲(chóng)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(chóng)耐逆機(jī)制、開(kāi)發(fā)創(chuàng)新性害蟲(chóng)防控對(duì)策有重要的科學(xué)理論意義。
圖為加熱后蚜蟲(chóng)體內(nèi)共生菌的形態(tài)和數(shù)量變化。其中紅色為內(nèi)共生菌菌胞，藍(lán)色為蚜蟲(chóng)組織
