研究首次揭示次级共生菌介导小麦蚜虫抗药性机制

近日,中国农业科学院植物保护研究所粮食作物虫害监测与防控创新团队首次揭示麦蚜优势种--荻草谷网蚜的次级共生菌Hamiltonelladefensa提高宿主蚜虫对化学农药的抗性机制。相关研究成果发表在《害虫防治科学(PestManagementScience)》上。

利用昆虫微生物转录组及宏基因组测序研究蚜虫共生菌群落结构及多样性,解析内共生菌在提高宿主昆虫适应性及抵御逆境胁迫机制成为昆虫学研究热点。有些共生菌通过激活宿主昆虫的免疫调控系统,提高昆虫解毒能力从而使昆虫对农药产生抗性。该研究团队通过对全国小麦种植区麦蚜优势--荻草谷网蚜的次级共生菌多样性分子检测及其功能研究基础上,发现感染防御性次生共生菌H.defensa的蚜虫适应性明显增强。外源施用四种不同作用方式的化学农药(吡虫啉、啶虫脒、氰虫酰胺、毒死蜱)处理感染H.defensa前后的蚜虫后发现,低浓度的吡虫啉、啶虫脒和氰虫酰胺处理下,感菌蚜虫种群的死亡率明显低于未感菌蚜虫种群。此外,研究发现H.defena存在于蚜虫肠道系统中,感菌蚜虫的解毒相关酶活性显著高于未感菌蚜虫。综上所述共生菌H.defensa可能通过提高蚜虫解毒能力来降低蚜虫对化学农药的敏感性。该研究结果为揭示蚜虫抗药性产生的机制提供新思路,同时在害虫综合防治过程中害虫种群中内共生菌的潜在影响应予以关注。

该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、博士后基金等项目的资助。