近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所糧食作物害蟲監(jiān)測與控制創(chuàng)新團隊和中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境宏基因組課題組合作在《Environmental Research》（最新影響因子：8.431）上發(fā)表了題為“Implications of environmentally shaped microbial communities for insecticide resistance in  Sitobion miscanthi ”的研究論文。該研究報道了在多個環(huán)境影響因子共同驅(qū)動下共生細菌菌群對宿主荻草谷網(wǎng)蚜抗藥性的影響。

 

　　麥蚜是世界范圍內(nèi)小麥上的主要害蟲，以刺吸小麥葉片和麥穗汁液為食，嚴重影響了小麥的質(zhì)量及產(chǎn)量，為糧食生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟損失。化學(xué)防治是我國防治麥蚜的主要手段，而殺蟲劑的高選擇壓導(dǎo)致麥蚜的耐藥性逐漸增強，對作物保護和糧食安全構(gòu)成巨大的挑戰(zhàn)，目前有研究表明共生菌能夠增強宿主蚜蟲的抗藥性，但麥蚜種群的共生細菌群落組成特征及其驅(qū)動的關(guān)鍵環(huán)境因子研究仍然缺乏。

 

　　本研究在中國各麥區(qū)15省共43個采樣點進行了大規(guī)模樣品采集與測序，發(fā)現(xiàn)在我國不同麥區(qū)采集的荻草谷網(wǎng)蚜共生菌群落結(jié)構(gòu)不同，不同種群中優(yōu)勢細菌菌屬如Buchnera、Candidatus Regiella 和Candidatus Hamiltonella等的相對豐度呈現(xiàn)顯著性差異，且隨著細菌多樣性的增加，荻草谷網(wǎng)蚜對阿維菌素和聯(lián)苯菊酯的抗性呈下降趨勢，同時，隨著細菌群落生態(tài)網(wǎng)絡(luò)模塊數(shù)的增加，荻草谷網(wǎng)蚜種群對吡蟲啉、阿維菌素和聯(lián)苯菊酯的抗性也呈升高趨勢，而不同細菌對協(xié)助宿主抵抗殺蟲劑的程度也不同，甚至對兩種殺蟲劑呈相反作用，預(yù)示著微生物種群互作關(guān)系對于農(nóng)藥抗性差異更有重要。此外，相關(guān)性分析表明，海拔和氣壓對細菌群落多樣性和相對豐度的影響最大，其次是濕度、降雨和溫度。總之，本研究初步揭示了多種環(huán)境因子驅(qū)動下共生細菌群落與宿主荻草谷網(wǎng)蚜抗藥性之間復(fù)雜的相互作用關(guān)系，為進一步研究共生菌影響害蟲抗藥性機制奠定了基礎(chǔ)。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所碩士研究生王超、河南科技學(xué)院李新安為論文的共同第一作者，植物保護研究所朱勛副研究員與中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心金德才副研究員為論文共同通訊作者，該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所基本業(yè)務(wù)費等項目的資助。

 

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