2024年7月30日，宁波大学植物病毒学研究所陈剑平院士团队在npj Biofilms and Microbiomes发表了题为The plant-sucking insect selects assembly of the gut microbiota from environment to enhance host reproduction的研究论文。揭示了植物性昆虫点蜂缘蝽（Riptortus pedestris）的肠道微生物群来源于其周围的土壤和植物，并对昆虫宿主繁殖起到重要作用。
植物性昆虫与微生物存在复杂的共生关系，有助于昆虫适应多样的生态环境。点蜂缘蝽作为一种重要的农业害虫，主要危害豆类作物，是造成了大豆“症青”的一个重要的生物因子。该昆虫中肠分化为四个具有明显结构差异的肠段，每个肠段分别生存着不同的微生物群落。然而，这些肠道微生物群的来源、微生物群落的组装机制以及微生物与昆虫宿主之间的相互作用机制仍知之甚少。
该团队的研究表明点蜂缘蝽的肠道微生物群主要来源于其周围的土壤环境，另外，植物在该昆虫获取肠道微生物中也起到一定的作用。点蜂缘蝽获取这些微生物后，在其肠道内经过宿主选择和微生物间一系列的相互作用。随后，微生物群落在昆虫肠道四个区段水平上进行组装和重塑，其中伯克霍尔德菌（Burkholderia）的细菌在M4肠段中大量富集，并成为核心微生物类群（图1）。昆虫获取环境微生物后，经肠道的筛选后，保留对其有益的细菌类群，特别是Burkholderia属的细菌，能够显著调控昆虫卵巢的发育，促进卵子的成熟和排出，增强昆虫的繁殖能力（图2）。
图1 点蜂缘蝽肠道微生物的来源及其在各肠段中的富集过程
图2 点蜂缘蝽肠道微生物增强宿主昆虫的繁殖力
综上所述，该研究系统地调查和解析了我国不同区域点蜂缘蝽种群的肠道微生物的地理分布格局，揭示了这些微生物群主要来源以及其在肠道富集的过程，并阐明了肠道共生菌对昆虫繁殖的调控作用。这些研究加深了对昆虫-植物-土壤生态系统中微生物群落复杂互动的理解，并为昆虫与微生物的互作研究提供新的思路。
宁波大学植物病毒学研究所单红伟副研究员为本文第一兼通讯作者，陈剑平院士为本文通讯作者，已毕业硕士生夏谢江，在读博士生冯一璐，吴维助理研究员，李鸿杰研究员、孙宗涛研究员和李俊敏研究员参与该项研究。该项研究获得了浙江省自然科学基金、宁波市自然科学基金和宁波大学王宽诚教育基金的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41522-024-00539-z
