劉樹生教授團隊發(fā)現(xiàn)共生細菌調(diào)控昆蟲生殖新機制
生殖是生命的基本特性之一，昆蟲進化過程中形成多種多樣的生殖方式，有些昆蟲的生殖受到體內(nèi)共生細菌的調(diào)控。常見的共生菌如Wolbachia、Cardinium等能夠調(diào)控許多昆蟲的生殖，目前已知共生菌調(diào)控的生殖方式有以下四種：誘導(dǎo)孤雌生殖，胞質(zhì)不相容，雌性化和殺雄作用。
?煙粉虱是一類小型的昆蟲，包含一些重要的入侵種，是全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重大有害生物。煙粉虱體內(nèi)有多種共生菌，通常共存于昆蟲特化的細胞-含菌細胞內(nèi)，通過雌蟲卵巢完整無誤地傳給下一代，確保代代相傳，其中原生共生菌Candidatus?Portiera aleyrodidarum能供必需氨基酸保證昆蟲的正常生長與發(fā)育。
?浙江大學農(nóng)學院劉樹生教授團隊通過適度的高溫和特定抗生素組合兩種方法，分別選擇性去除煙粉虱體內(nèi)的一種次生共生菌Ca.?Hamiltonella defensa后，煙粉虱所產(chǎn)后代的雌性比例都急劇下降，由正常的50-60%降至少于5%，且后代雌性比例的變化只與雌性親本是否攜帶該共生菌相關(guān)而與雄性無關(guān)。煙粉虱是一種單雙倍體昆蟲，營產(chǎn)雄孤雌生殖，雌蟲為雙倍體，由受精卵發(fā)育而來，雄蟲為單倍體，由未受精的卵發(fā)育而來。進一步研究表明，去除Ca.?Hamiltonella defensa后，并不影響煙粉虱的交配，且交配后的精子能正常轉(zhuǎn)移并儲存于雌蟲的受精囊內(nèi)，但隨后幾乎所有的卵子卻不能正常受精，發(fā)育出來的后代為雄性個體。該共生細菌這種調(diào)控寄主昆蟲性比的途徑和細胞機制，明顯有別于之前已知的四種生殖調(diào)控方式。這一重要發(fā)現(xiàn)不僅在揭示煙粉虱與細菌共生關(guān)系方面向前邁進了堅實的一步，而且對探究內(nèi)共生細菌與寄主生物的共生關(guān)系及其在后者生命活動的功能提供了新視角。
?以上研究成果于2019年11月20日發(fā)表在《英國皇家學會會刊 生物科學》（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences，IF5y=5.386）上。昆蟲學科博士后單紅偉是該論文的第一作者，劉樹生教授是該論文的通訊作者，我校劉銀泉副教授、沈陽農(nóng)業(yè)大學欒軍波教授和美國康奈爾大學Angela E. Douglas教授參與指導(dǎo)該項研究。該研究受到中國國家自然科學基金面上項目（31772173）和美國國家科學基金（IOS-1354743）項目的資助。?
?論文原文鏈接：http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2019.1677
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