孫江華研究組揭示松材線蟲溢出媒介昆蟲松墨天牛氣孔的機制

  松樹萎蔫病是松樹的毀滅性病害,對我國森林生態系統和貿易造成了嚴重損失,嚴重威脅我國森林生態系統安全。致病因子是一種國際檢疫對象——松材線蟲。1982年入侵我國後,目前已擴散至我國18個省市,新近入侵到我國遼甯。

  不同于模式秀麗杆線蟲,松材線蟲的傳播是通過媒介昆蟲-松墨天牛完成的。擴散型松材線蟲通過天牛的氣孔進入其呼吸系統,每頭天牛可以攜帶數百至二十余萬條松材線蟲。松墨天牛羽化後飛到健康松樹上取食松枝皮進行補充營養,達到性成熟後交配,到衰弱木上産卵。松材線蟲則通過松墨天牛補充營養取食産生的取食傷口侵入松樹。松樹被松材線蟲侵染後一般2-3個月後死亡。松材線蟲從媒介昆蟲-松墨天牛氣孔溢出的機制一直是國內外學者未解的一個松材線蟲生活史關鍵節點。過去一直猜測是某種化學信號誘導松材線蟲從松墨天牛呼吸系統溢出,包括我們研究組以前也開展了相關研究,但都沒得到驗證。本項研究工作表明,松墨天牛通過補充營養增加了代謝和呼吸速率,進而導致松墨天牛氣管系統內CO2升高,如同秀丽杆线虫中发现的Acute CO2 avoidance機制一樣,一旦松墨天牛氣管系統內CO2達到一臨界值,松材線蟲就開始從天牛氣孔溢出。這一研究結果揭示了松材線蟲傳播和松萎蔫病侵染循環的一個重要關鍵節點,對進一步理解松材線蟲複雜生活史和松萎蔫病防控具有借鑒意義。

  論文于2019年7月9日发表在Current Biology, 动物研究所硕士研究生吴沂霞和助理研究員Jacob Wickham为論文共同第一作者,孙江华和赵莉蔺研究員为共同通讯作者。論文得到了中國科學院生物互作战略先导专项的支持。(論文链接)

揭示松材線蟲溢出媒介昆蟲松墨天牛氣孔的機制

 

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