近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所經(jīng)濟(jì)作物蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)與防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of Pest Science 上發(fā)表了題為 “Gut bacteria in potato tuberworm （Phthorimaea operculella） populations are dominated by Enterococcus spp. and these play a significant role in carbohydrate metabolism and host growth” 的最新研究成果。系統(tǒng)分析馬鈴薯塊莖蛾幼蟲(chóng)腸道微生物結(jié)構(gòu)，闡述了害蟲(chóng)腸道微生物在淀粉降解及對(duì)高淀粉馬鈴薯適應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮的功能。
馬鈴薯塊莖蛾是一種寡食性鱗翅目害蟲(chóng)，鉆蛀取食馬鈴薯葉片和塊莖，對(duì)高淀粉馬鈴薯具有較高適應(yīng)性，嚴(yán)重影響馬鈴薯產(chǎn)量和質(zhì)量。傳統(tǒng)害蟲(chóng)控制方法往往依賴于化學(xué)農(nóng)藥，但長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致害蟲(chóng)抗藥性增強(qiáng)和環(huán)境污染。因此，尋找新的害蟲(chóng)管理策略顯得尤為重要。本研究通過(guò)對(duì)采自中國(guó)主要馬鈴薯產(chǎn)區(qū)云南、貴州和實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期飼養(yǎng)的馬鈴薯塊莖4齡蛾幼蟲(chóng)進(jìn)行宏基因組測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)其腸道微生物群落以腸球菌屬 Enterococcus 為主，且田間種群的多樣性顯著高于室內(nèi)種群。研究發(fā)現(xiàn)，抗生素能夠破壞腸道菌群平衡，豐度顯著下降。屬水平 ASVs 聚類分析結(jié)果表明，對(duì)照組中腸球菌屬相對(duì)豐度為94%，而抗生素處理組僅占6%；抗生素處理后，馬鈴薯塊莖蛾幼蟲(chóng)存活率顯著降低、發(fā)育歷期顯著延長(zhǎng)，表明腸道微生物對(duì)馬鈴薯塊莖蛾生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要。研究還發(fā)現(xiàn)，抗生素處理除腸道微生物后，馬鈴薯塊莖蛾幼蟲(chóng)碳水化合物代謝能力顯著下降，特別是顯著影響淀粉降解過(guò)程：淀粉降解中間產(chǎn)物，例如麥芽糖的濃度顯著低于對(duì)照組。因此，腸道微生物能夠幫助宿主適應(yīng)并取食富含高淀粉的馬鈴薯，在碳水化合物代謝和宿主生長(zhǎng)中發(fā)揮著重要作用。本研究不僅增進(jìn)了我們對(duì)馬鈴薯塊莖蛾腸道微生物功能的理解，也為開(kāi)發(fā)基于微生物調(diào)控的環(huán)保型害蟲(chóng)管理策略提供了科學(xué)依據(jù)。該研究由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所為第一完成單位，研究得到了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程人才項(xiàng)目和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的資助。
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