浙大農(nóng)學(xué)院教授團(tuán)隊(duì)發(fā)文揭示昆蟲(chóng)如何將共生細(xì)菌傳給子代
??????? 生物體內(nèi)普遍存在共生微生物參與和調(diào)控宿主的生命活動(dòng)。絕大多數(shù)昆蟲(chóng)體內(nèi)都含有共生細(xì)菌，這些共生菌參與和調(diào)控宿主昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育、營(yíng)養(yǎng)代謝、生殖、抵御不良環(huán)境等基本生命過(guò)程，往往是宿主昆蟲(chóng)不可或缺的“重要器官”。然而，大部分的共生菌只能生活于昆蟲(chóng)體內(nèi)，不能獨(dú)立生存。因此，通過(guò)長(zhǎng)期的共生進(jìn)化，宿主昆蟲(chóng)都能準(zhǔn)確無(wú)誤地將這些共生菌傳給子代，但是有關(guān)傳播的過(guò)程和機(jī)制則知之甚少。
近期，SCIENCE CHINA Life Sciences （《中國(guó)科學(xué)：生命科學(xué)》英文版）在線發(fā)表了題為“New insights into the transovarial transmission of the symbiont Rickettsia in whiteflies”的論文，揭示了煙粉虱體內(nèi)共生菌Rickettsia隨著宿主昆蟲(chóng)的卵子發(fā)生和胚胎發(fā)育，達(dá)到和進(jìn)入子代體內(nèi)的途徑與機(jī)制。
煙粉虱及其所傳植物病毒是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重大有害生物，煙粉虱體內(nèi)有多種其不可或缺的共生菌。該研究首先廣泛調(diào)查了田間煙粉虱的共生菌，發(fā)現(xiàn)Rickettsia在一種名叫MEAM1的入侵煙粉虱不同地理種群中有很高的感染率。熒光原位雜交和透射電鏡結(jié)果都表明，這類共生菌分布于煙粉虱體腔各處，包括中腸細(xì)胞以及血淋巴中的脂肪體細(xì)胞、血細(xì)胞內(nèi)，且部分共生菌聚集在含菌細(xì)胞外圍。Rickettsia在煙粉虱卵子發(fā)生早期通過(guò)兩種途徑侵入宿主的卵巢管: 一是通過(guò)胞吞作用進(jìn)入卵巢管頂端的卵原區(qū)，然后通過(guò)營(yíng)養(yǎng)管轉(zhuǎn)移到初生卵母區(qū)；二是附著在含菌細(xì)胞外圍并伴隨該細(xì)胞進(jìn)入初生卵母區(qū)。然而，在卵子發(fā)生后期，進(jìn)入到卵母區(qū)的大部分Rickettsia消失，只有少量的Rickettsia在成熟卵子出現(xiàn)在卵黃膜和含菌細(xì)胞膜周圍。在胚胎發(fā)生期，這些保留的Rickettsia轉(zhuǎn)移到胚胎細(xì)胞中，確保共生菌傳播給子代，并隨著胚胎發(fā)育而迅速增殖。該研究揭示了宿主昆蟲(chóng)將Rickettsia共生菌傳給子代的詳細(xì)過(guò)程。由于Rickettsia是一類在許多昆蟲(chóng)中廣泛存在的共生細(xì)菌，因此該研究不僅深入揭示了該共生菌在煙粉虱母子間傳播的過(guò)程，而且對(duì)于深入了解該共生菌在其他宿主昆蟲(chóng)中的傳播及其與宿主的互作關(guān)系有重要的參考價(jià)值，并為探究通過(guò)干擾共生細(xì)菌的傳播來(lái)控制害蟲(chóng)危害提供了新視角。
圖1. 煙粉虱在其卵子發(fā)生過(guò)程中將Rickettsia菌傳給子代的過(guò)程。（A ）卵巢；（B-D） 卵黃發(fā)生前期、卵黃發(fā)生期和卵絨毛膜發(fā)生期的卵巢管。紅色，Rickettsia由其特異性探針標(biāo)記為紅色；藍(lán)色，細(xì)胞核經(jīng)核酸染料DAPI染色顯示為藍(lán)色；Bc，含菌細(xì)胞。
浙江大學(xué)昆蟲(chóng)科學(xué)研究所的劉樹(shù)生教授和沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院的欒軍波教授為論文共同通訊作者，單紅偉博士為論文第一作者，劉銀泉副教授參與該項(xiàng)研究。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào)：31772173）的資助。
?????????????????????????????????????????? （昆蟲(chóng)所供稿）
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