中国农科院基因组所破译飞蝗聚集产卵的「细菌密码」—《Cell》
《Cell》级重大突破,完整揭示共生细菌挥发物调控飞蝗聚集产卵与天敌防御的机制,为蝗灾绿色防控提供全新靶点,值得进入每日精选。
中国农业科学院农业基因组研究所联合东北林业大学、德国马普化学生态所等单位,在《Cell》发表研究揭示飞蝗借助母传共生细菌 Enterobacter roggenkampii 合成的挥发性信号分子 2,4,6-三甲基吡啶(2,4,6-TMP),同时实现吸引同类雌蝗聚集产卵、驱避红火蚁/线蚓/步甲等蝗卵天敌的双重生态功能;研究为重大迁飞害虫监测预警与绿色防控提供了重要分子靶标。
本研究鉴定出由蝗卵荚表面共生细菌Enterobacter roggenkampii合成的挥发性物质 2,4,6‑TMP,该分子由细菌赖氨酸降解途径生成,敲除细菌赖氨酸脱羧酶基因即可消除该信号分子产生与对应的行为效应。研究发现 2,4,6‑TMP 具备双重生态功能:一方面激活飞蝗雌虫嗅觉受体 LmOR34、LmOR36,吸引同类雌性个体聚集产卵;另一方面可以驱避土壤中蝗卵捕食者,红火蚁的回避行为由其嗅觉受体 SinOR43a‑1 介导,干扰该受体后驱避效果消失。半野外实验进一步验证了该微生物信号在自然场景下的实际生态作用,完整阐明了 “共生细菌‑挥发性信号‑宿主产卵聚集‑卵天敌防御” 的完整作用链条。