研究揭示环境因子驱动下共生细菌差异影响麦蚜抗药性

近日，中国农业科学院植物保护研究所粮食作物害虫监测与控制创新团队和中国科学院生态环境研究中心环境宏基因组课题组合作在《Environmental Research》（最新影响因子：8.431）上发表了题为“Implications of environmentally shaped microbial communities for insecticide resistance in  Sitobion miscanthi ”的研究论文。该研究报道了在多个环境影响因子共同驱动下共生细菌菌群对宿主荻草谷网蚜抗药性的影响。

 

　　麦蚜是世界范围内小麦上的主要害虫，以刺吸小麦叶片和麦穗汁液为食，严重影响了小麦的质量及产量，为粮食生产带来了巨大的经济损失。化学防治是我国防治麦蚜的主要手段，而杀虫剂的高选择压导致麦蚜的耐药性逐渐增强，对作物保护和粮食安全构成巨大的挑战，目前有研究表明共生菌能够增强宿主蚜虫的抗药性，但麦蚜种群的共生细菌群落组成特征及其驱动的关键环境因子研究仍然缺乏。

 

　　本研究在中国各麦区15省共43个采样点进行了大规模样品采集与测序，发现在我国不同麦区采集的荻草谷网蚜共生菌群落结构不同，不同种群中优势细菌菌属如Buchnera、Candidatus Regiella 和Candidatus Hamiltonella等的相对丰度呈现显著性差异，且随着细菌多样性的增加，荻草谷网蚜对阿维菌素和联苯菊酯的抗性呈下降趋势，同时，随着细菌群落生态网络模块数的增加，荻草谷网蚜种群对吡虫啉、阿维菌素和联苯菊酯的抗性也呈升高趋势，而不同细菌对协助宿主抵抗杀虫剂的程度也不同，甚至对两种杀虫剂呈相反作用，预示着微生物种群互作关系对于农药抗性差异更有重要。此外，相关性分析表明，海拔和气压对细菌群落多样性和相对丰度的影响最大，其次是湿度、降雨和温度。总之，本研究初步揭示了多种环境因子驱动下共生细菌群落与宿主荻草谷网蚜抗药性之间复杂的相互作用关系，为进一步研究共生菌影响害虫抗药性机制奠定了基础。

 

　　中国农业科学院植物保护研究所硕士研究生王超、河南科技学院李新安为论文的共同第一作者，植物保护研究所朱勋副研究员与中国科学院生态环境研究中心金德才副研究员为论文共同通讯作者，该研究得到国家自然科学基金、国家现代农业产业技术体系、中国农业科学院植物保护研究所基本业务费等项目的资助。