近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所抗蟲功能基因研究與利用創(chuàng)新團隊揭示了重要農(nóng)業(yè)昆蟲白星花金龜幼蟲與腸道微生物協(xié)作，高效消化秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物的機制。該研究為白星花金龜“害蟲益用”提供了理論支持，相關(guān)研究成果發(fā)表在《（微生物組）Microbiome》上。
白星花金龜成蟲是一種重要的農(nóng)業(yè)害蟲，為害玉米、葵花、葡萄、梨等作物；然而，其幼蟲為腐食性，不為害植物，還可以將農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)的昆蟲蛋白與脂肪，已經(jīng)作為“微家畜”被馴養(yǎng)，是一種資源昆蟲。該團隊前期研究發(fā)現(xiàn)，其幼蟲轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的糞砂生物腐殖酸含量為常規(guī)堆肥10倍，對植物有較好的生長促進作用，在農(nóng)業(yè)廢棄物利用、耕地修復、糧食安全與土壤碳封存等多個方面都顯示出較好的應用潛力。
該團隊利用前期完成的基因組測序成果，結(jié)合腸道微生物組，對白星花金龜幼蟲高效消化秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物的機制進行了探究。研究發(fā)現(xiàn)，在消化過程中，腸道菌群提供了主要的木質(zhì)纖維素水解酶，而白星花金龜幼蟲提供了生理性功能互補，整個消化過程如同一條精密設計的微生物發(fā)酵生產(chǎn)線，兩者相互協(xié)作，對木質(zhì)纖維素等有機質(zhì)進行多步驟的消化利用。首先，白星花金龜幼蟲口器咀嚼磨碎木質(zhì)纖維素；進一步，中腸的堿性環(huán)境溶解木質(zhì)纖維素；后腸的近中性環(huán)境為腸道菌群提供適宜的發(fā)酵環(huán)境，而腸道菌群合成大量水解酶對溶解后的木質(zhì)纖維素進行消化；最后，發(fā)酵消化后的殘渣經(jīng)過直腸脫水，由肛門排出體外。該研究為推進白星花金龜在農(nóng)業(yè)廢棄物的轉(zhuǎn)化應用提供了理論基礎，下一步，科研人員將重點圍繞無害化、可推廣的品系培育開展研究，實現(xiàn)白星花金龜“變害為寶”。
該研究得到國家自然科學基金等項目的資助。（通訊員：葛蓓孛）
