(相關(guān)資料圖)

近日，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園林學(xué)院張龍娃教授團(tuán)隊(duì)在微生物學(xué)權(quán)威期刊《環(huán)境微生物組》（Environmental Microbiome）上發(fā)表最新研究成果《松墨天牛共生微生物通過(guò)抑制病原真菌生長(zhǎng)幫助宿主抵御病原真菌侵染》（“Associated bacteria of a pine sawyer beetle confer resistance to entomopathogenic fungi via fungal growth inhibition”）。博士研究生鄧竣丹為該論文第一作者，張龍娃教授為通訊作者；湖北大學(xué)徐樂(lè)天副教授作為共同通訊作者參與本項(xiàng)工作。

松材線蟲（Bursaphelenchus xylophilus）引起的松材線蟲?。≒ine Wilt Disease）是全球森林生態(tài)系統(tǒng)中最具危險(xiǎn)性、毀滅性的病害，具有極強(qiáng)的擴(kuò)散性和破壞性。作為我國(guó)頭號(hào)林業(yè)重大入侵有害生物，松材線蟲給全國(guó)森林資源和生態(tài)環(huán)境造成了巨大破壞，造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)千億元，嚴(yán)重制約我國(guó)林業(yè)的健康發(fā)展。松墨天牛（Monochamus alternatus Hope）是松材線蟲的重要媒介昆蟲?？刂扑赡炫Ｊ强刂扑刹木€蟲病最有效的方法之一。然而，化學(xué)農(nóng)藥等防治效果有限且易造成污染和抗藥性，亟需開發(fā)更有效和環(huán)保的防治手段。目前，病原真菌是防治松墨天牛最具前景的生物防治手段之一。前期研究表明，共生微生物可幫助宿主昆蟲抵御了病原真菌。但是松墨天牛共生微生物是否參與其與病原真菌的互作及其機(jī)制尚無(wú)報(bào)道。探究共生微生物介導(dǎo)的宿主與病原真菌互作，對(duì)進(jìn)一步提高病原真菌防治潛力具有重要意義。

本研究以松墨天牛-共生微生物-病原真菌為研究體系，首先評(píng)估了不同濃度病原真菌球孢白僵菌對(duì)有菌和無(wú)菌松墨天牛的侵染毒力，結(jié)果顯示：共生微生物的存在顯著降低了松墨天牛感染球孢白僵菌的比率（圖1）。而后，對(duì)松墨天牛腸道與體表微生物群落分析發(fā)現(xiàn)，感染球孢白僵菌后，松墨天牛體表細(xì)菌及腸道細(xì)菌群迅速響應(yīng)，菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化（圖2）；其中，假單胞菌和沙雷氏菌成為優(yōu)勢(shì)菌種，且體表增長(zhǎng)最多。進(jìn)一步對(duì)峙研究證實(shí)，上述兩種細(xì)菌均具能顯著抑制球孢白僵菌孢子萌發(fā)與生長(zhǎng)（圖3）。此外，通過(guò)高通量測(cè)序等手段，研究人員發(fā)現(xiàn)：在共生微生物存在時(shí)，天牛并不需要激活免疫以抵抗病原菌的侵染（圖4），從而為天牛節(jié)省更多的資源用于自身生長(zhǎng)代謝。

本研究揭示了宿主體表微生物參與了松墨天牛與其病原真菌的互作模式和機(jī)制；研究結(jié)果豐富了宿主微生物與病原真菌的互作理論，也為松墨天牛及松材線蟲病的生物防治提供了新思路與突破點(diǎn)；項(xiàng)目結(jié)果對(duì)于促進(jìn)我國(guó)森林有害生物防治基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)研究均具有重要價(jià)值。本研究得到安徽省重點(diǎn)研究與開發(fā)計(jì)劃（2022i01020010）等項(xiàng)目資助。（張龍娃）