客观日本

日本研究机构解明椿象类昆虫对共生菌的摄取机制

2015年10月29日 化学材料

近日,日本产业技术综合研究所(国立研究开发法人)生物过程研究部门(Bioproduction Research Institute :BPRI)主任研究员菊池义智等人组成的研究团队在与北海道大学共同进行的研究中,解明了椿象科农作物害虫摄取共生细菌的机制。昆虫(包括椿象科在内)体内所含的共生细菌,有着为宿主补充营养维持生存等重要作用,因此研究团队认为,可以从共生细菌着眼,开发出防治害虫的新方法。

研究团队选用点蜂缘椿象进行了研究。与大多数昆虫直接从母体内遗传共生细菌的方式不同,这种椿象在幼虫时期,会通过口吃进土壤将一种名为伯克氏菌的共生细菌摄入体内,使每一代都获得新的共生关系。

研究人员首先让点蜂缘椿象吸入多种食用色素,以此观察食物在椿象消化管内的流动。结果发现,普通点蜂缘椿象吸入的色素可以到达消化管中央附近的狭窄部位,但完全无法流进狭窄部位后端的共生器官。其后,研究团队又使不携带伯克氏菌的幼虫同时吸入食用色素和绿色荧光标记的伯克氏菌,结果显示,只有伯克氏菌通过狭窄部位到达共生器官。

在使点蜂缘椿象同时吸入绿色荧光标记的伯克氏菌和红色荧光标记的大肠杆菌的实验中,发现大肠杆菌停在了狭窄部位,只有伯克氏菌流入了共生器官。而让其他椿象吸入食用色素后发现,食用色素未能到达狭窄部位后端的共生器官。

由此研究小组称,可以断定在多数椿象的消化管中,消化食物的前端和共生细菌所在的后端在功能上有着明确分工,狭窄部分则起到对共生细菌进行筛选的作用。

日本研究机构解明椿象类昆虫对共生菌的摄取机制 (A)椿象吸入食用色素和绿色荧光标记的伯克氏菌时狭窄部位的放大图像。

(B)椿象吸入绿色荧光标记的伯克氏菌和红色荧光标记的大肠菌时狭窄部位的放大图像。

新闻稿链接
https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/pr20150901/pr20150901.html

文/CRCC编辑部 图片/转自新闻稿

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