生物體內(nèi)普遍存在共生細菌。這些細菌與各類生物共生，并影響和調(diào)控它們的生命活動和生存狀態(tài)。例如，人體內(nèi)的細菌細胞數(shù)量是人類本身細胞的10倍，絕大部分都是有益細菌，許多是我們身體不可或缺的“器官”，我們的消化、生長到自我防衛(wèi)等基本生理活動都只有在它們的參與下才能正常完成。昆蟲共生細菌的普遍作用近年來也開始受到重視。研究表明，共生細菌參與和調(diào)控各類昆蟲的營養(yǎng)代謝、生殖、抵御不良環(huán)境、甚至形態(tài)變異（如擬態(tài)）等生命活動。
煙粉虱及其所傳植物病毒是全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重大有害生物。煙粉虱共生細菌參與調(diào)控?zé)煼凼幕旧顒樱绔@取營養(yǎng)、傳播病毒等。這些細菌通常被特化的寄主細胞-含菌細胞所包裹，通過雌蟲卵巢垂直傳播代代相傳，但長期以來對其傳播機制不了解。浙江大學(xué)劉樹生教授課題組和美國康奈爾大學(xué)Angela Douglas教授課題組合作，通過整合轉(zhuǎn)錄組學(xué)、細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和電子顯微學(xué)等領(lǐng)域的方法和技術(shù)，首次發(fā)現(xiàn)了煙粉虱從若蟲發(fā)育到成蟲的過程中，含菌細胞發(fā)生了顯著的細胞和分子重塑。細胞之間的粘附減弱，細胞增殖加快，細胞變小至穩(wěn)定大小，并且細胞變得能自主移動，這些變化促使含菌細胞攜帶胞內(nèi)的共生細菌一起進入昆蟲的卵巢，實現(xiàn)了共生細菌的垂直傳播。含菌細胞的變化發(fā)展伴隨著細胞骨架的重組和細胞-細胞粘附、細胞增殖、細胞能動性等相關(guān)基因表達的變化。這項研究首次從細胞和分子水平證明了含菌細胞能夠根據(jù)寄主的發(fā)育進程，協(xié)調(diào)基因表達和細胞行為，從而介導(dǎo)內(nèi)共生細菌的垂直傳播。這些原創(chuàng)性成果將有效促進煙粉虱與細菌共生關(guān)系的研究，并為探究通過干擾共生細菌的功能來控制煙粉虱的危害提供了新視角。
研究成果以亮點論文發(fā)表在《英國皇家學(xué)會會刊 生物科學(xué)》（Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences）上。昆蟲學(xué)科博士研究生單紅偉是該論文的共同第一作者，劉樹生教授是該論文的共同通訊作者。研究受到中國國家自然科學(xué)基金國際合作項目和美國比爾及梅林達·蓋茨基金會非洲煙粉虱項目資助。
（農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院）
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