中国实验动物信息网 2020-03-22 1470

共生细菌Regiella insecticola的感染大幅提升蚜虫对寄生蜂的抗性

对于农业害虫蚜虫而言，寄生蜂是一类重要的天敌。寄生蜂通过产卵器将受精卵注入蚜虫体内，寄生蜂幼虫通过与寄主争夺体内营养物质完成发育，*终羽化破体而出杀死寄主。在农业防治方面，寄生蜂是一种有效、重要的防治手段。

然而在漫长的进化过程中，蚜虫通过与体内共生细菌的协作，例如：豌豆蚜体内通常含有两类共生细菌Hamiltonella defensa、Serratia symbiotica，能够帮助豌豆蚜将体内的寄生蜂幼虫畸形化，导致幼虫死亡从而提高蚜虫对寄生蜂的抗性。Ferrari 以及Scarborough发现Regiella insecticola能够帮助豌豆蚜抵御寄生真菌并且提供对寄生蜂Aphidius eadyi的少许抗性。2008年von Burg发现澳大利亚地区的桃蚜Myzus pericae体内含有R. insecticola的感染并且能够大幅提升对于寄生蜂的抗性。但是，这种抗性是由桃蚜遗传基因还是共生细菌决定仍然不明确。

本篇研究中Christoph Vorburger等人通过将桃蚜体内的R. insecticola分离并通过微针注射技术将细菌转移至不含细菌的桃蚜以及豆蚜体内，而后人为接入蚜茧蜂Aphidius colemani，观察感染蚜虫与对照组之间差异并记录成虫体重、僵蚜（蚜虫被寄生之后的一种表型）的形成率、后代生殖率指标，以此确定R. insecticola是否能够为蚜虫提供寄生蜂抗性。其中未感染共生细菌的蚜虫克隆是通过向感染蚜虫克隆注射0.2 mg/ml 庆大霉素以清除细菌感染，并使用R. insecticola 16S rRNA引物实时监测后代蚜虫体内有无细菌的再感染。

研究发现：

（1）当清除蚜虫体内R. insecticola时，蚜虫的寄生率有所回升，而一旦将未感染蚜虫重新接回该细菌时，则表现为寄生率的大幅度下降；

（2）通过桃蚜以及豆蚜之间的组间对比也可以看出，R. insecticola的抗寄生蜂性与寄主的遗传背景不存在直接的联系；

（3）R. insecticola的感染对于蚜虫成虫体重存在促进作用。

Christoph Vorburger等人通过分离澳大利亚地区桃蚜体内R. insecticola细菌证明了该菌确实能够帮助蚜虫抵御蚜茧蜂的寄生。但是在其他蚜虫类群体内，大多数R. insecticola株系并没有抗寄生蜂的功能。以H. defensa为例，Oliver等人于2009年发现能够提供寄生蜂抗性的细菌株系是与细菌体内能够编码毒素的噬菌体APSE有关，但是在上述的R. insecticola株系中，PCR并没有检测出APSE的存在，当然还有未知或者APSE变种噬菌体的存在也未可知。在其他蚜虫类群中，R. insecticola感染并不会导致寄主生殖率下降、寿命缩减等现象。在本实验中，Christoph Vorburger等人发现的R. insecticola细菌株系将导致感染寄主在成功抵御寄生蜂侵袭后，生殖率的严重下降。

文章来源：Vorburger Christoph, Gehrer Lukas, Rodriguez Paula. A strain of the bacterial symbiont Regiella insecticola protects aphids against parasitoids.[J] .Biol. Lett., 2010, 6: 109-11.

https://doi.org/10.1098/rsbl.2009.0642

IF:3.3989