我院崔金杰團隊發(fā)現(xiàn)亞致死劑量氟啶蟲胺腈脅迫下棉蚜的種群動態(tài)平衡機制
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近日，農林科學領域1區(qū)Top期刊《Pest Management Science》(害蟲管理科學)在線發(fā)表了我院崔金杰團隊題為“Evaluation of sublethal and transgenerational effects of sulfoxa?or on Aphis gossypii via life table parameters and 16S rRNA sequencing”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)低濃度氟啶蟲胺腈處理對棉蚜產生了隔代生殖刺激，導致子二代和子三代的種群擴張，并且共生菌參與了亞致死劑量下的棉蚜的種群擴張與恢復。該發(fā)現(xiàn)為進一步探究氟啶蟲胺腈對棉蚜的亞致死效應以及殺蟲劑脅迫下共生細菌與寄主之間的關系奠定了基礎。
據團隊首席崔金杰研究員介紹，棉花在包括中國、美國、澳大利亞、印度、烏克蘭、哈薩克斯坦、巴基斯坦等在內的70多個國家種植，其不僅是重要的經濟作物，還是“一帶一路之陸上絲綢之路”上的“明珠”，是我國新疆與中亞地區(qū)連接的“天然紐帶”，其地位于我國舉足輕重。而棉蚜作為棉花上的重要害蟲，近年來對我國新疆棉花危害日益加重，每年對我國棉花產業(yè)造成嚴重的經濟損失。棉蚜由于個體小、繁殖速度快、擴散范圍廣，而難以控制。近日，低濃度殺蟲劑誘導的毒物興奮作用（hormesis）受到廣泛的關注，它是生物對環(huán)境脅迫的一種進化適應，是在殺蟲劑的高劑量抑制和低劑量刺激作用下產生。研究低濃度殺蟲劑對棉蚜共生菌的影響及共生菌在其適應中的作用，對棉蚜的綜合防治具有重要意義。
該研究通過生命表和16S rRNA測序分析，報道了低濃度氟啶蟲胺腈對棉蚜的生長發(fā)育以及體內共生菌的影響。研究結果表明，母代棉蚜（G0）暴露在低濃度氟啶蟲胺腈之后，其后代連續(xù)6代間存在種群的“猖獗與恢復”平衡機制（equilibrium mechanism between resurgence and restoratio），即親本棉蚜（G0）直接暴露于農藥脅迫下其后代（G1）種群受到抑制，但子二代、子三代（G2、G3）種群卻顯著擴張，至子四代（G4）及之后（G5、G6）棉蚜種群數(shù)量逐步恢復正常。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)共生菌中布赫納氏菌屬Buchnera和殺雄菌屬Arsenophonus極可能參與了氟啶蟲胺腈脅迫下的棉蚜種群代際間動態(tài)平衡的維持。
該研究對于如何更好地利用氟啶蟲胺腈對棉蚜進行有效防治有重要參考價值，為進一步研究棉蚜共生菌介導的抗性產生與再猖獗機制奠定了基礎。該研究得到了中國農業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程資助?？妥鶎W生塔里木大學研究生尚嬌為論文第一作者，我院姬繼超博士、雒珺瑜研究員、崔金杰研究員為論文通訊作者。棉花生物學國家重點實驗室鄭州大學基地為第一完成單位。
原文鏈接：https:// doi.org/10.1002/ps.6385
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