近日，我院森林保護學(xué)科博士生葛思勛在農(nóng)林科學(xué)一區(qū)期刊《Insect Science》上發(fā)表論文Cradle for the newborn Monochamus saltuarius: Microbial associates to ward off entomopathogens and disarm plant defense，闡述刻槽微生物群落抑制昆蟲病原菌并促進松材線蟲媒介昆蟲云杉花墨天牛初孵幼蟲定殖。
云杉花墨天牛Monochamus saltuarius是一種重要的林木鉆蛀性害蟲，在直接危害針葉樹的同時，作為松材線蟲Bursaphelenchus xylophilus媒介昆蟲，使得松材線蟲病在林間傳播與擴散，對林業(yè)經(jīng)濟與森林生態(tài)系統(tǒng)造成了極大危害。該天牛所隸屬的溝脛天牛亞科Lamiinae，具有獨特的刻槽產(chǎn)卵習(xí)性，被認為在定殖寄主初期的適應(yīng)性中發(fā)揮重要作用（圖1）。近年來，關(guān)于刻槽參與天牛共生菌子代垂直傳播及影響天牛種內(nèi)競爭的相關(guān)研究已有報道，但刻槽中的微生物群落組成及其在天牛初孵幼蟲寄主適應(yīng)上所起的作用仍研究較少。
通過與未受天牛影響的韌皮菌群進行對比，本研究明確了云杉花墨天牛刻槽產(chǎn)卵行為顯著改變了刻槽中細菌的群落組成。寄主韌皮部中大量存在的沙雷菌屬Serratia OTU231在天牛刻槽中的豐度受到顯著抑制），通過進一步分子鑒定與致病性試驗，該OTU被鑒定為粘質(zhì)沙雷氏菌Serratia marcescens，并被證明對云杉花墨天牛幼蟲具有高致死性。
該研究通過宏轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，刻槽菌群與分泌物菌群分別表達了不同植物次生代謝物降解相關(guān)基因。表明在二者共同作用下，可能提高對植物次生代謝物的降解效率。在體外培養(yǎng)和降解實驗中明確了刻槽微生物群落相比正常韌皮微生物群落，可顯著降解兩種單萜及兩種黃酮類化合物。對刻槽進行消毒處理后，初孵幼蟲的初期體重增長受到明顯抑制。
刻槽菌群體外降解植物次生代謝物
該研究證明了云杉花墨天牛通過刻槽產(chǎn)卵行為塑造了獨特的刻槽微生物群落，在該群落中的昆蟲病原菌豐度受到明顯抑制，并提供了更強的植物次生代謝物降解能力，從而提高了初孵幼蟲適應(yīng)寄主的能力。
北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院博士生葛思勛為論文第一作者，宗世祥教授及任利利博士為論文通訊作者。本研究受到國家重點研發(fā)計劃“松材線蟲病災(zāi)變機制與可持續(xù)防控技術(shù)研究” （2021YFD1400900）的支持。
論文信息：Ge, S. X., Li, J. X., Jiang, Z. H., Zong, S. X. and Ren, L. L. (2022) Cradle for the newborn Monochamus saltuarius: Microbial associates to ward off entomopathogens and disarm plant defense. Insect Science, doi:10.1111/1744-7917.13148.
