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近日，安徽農業大學林學與園林學院張龍娃教授團隊在微生物學權威期刊《環境微生物組》（Environmental Microbiome）上發表最新研究成果《松墨天牛共生微生物通過抑制病原真菌生長幫助宿主抵御病原真菌侵染松墨天牛共生微生物通過抑制病原真菌生長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；湖北大學徐樂天副教授作為共同通訊作者參與本項工作。
松材線蟲（Bursaphelenchus xylophilus）引起的松材線蟲病（Pine Wilt Disease）是全球森林生態系統中最具危險性、毀滅性的病害，具有極強的擴散性和破壞性。作為我國頭號林業重大入侵有害生物，松材線蟲給全國森林資源和生態環境造成了巨大破壞，造成的經濟損失達數千億元，嚴重制約我國林業的健康發展。松墨天牛（Monochamus alternatus Hope）是松材線蟲的重要媒介昆蟲。控制松墨天牛是控制松材線蟲病最有效的方法之一。然而，化學農藥等防治效果有限且易造成污染和抗藥性，亟需開發更有效和環保的防治手段。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制尚無報道。探究共生微生物介導的宿主與病原真菌互作，對進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，首先評估了不同濃度病原真菌球孢白僵菌對有菌和無菌松墨天牛的侵染毒力，結果顯示：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，對松墨天牛腸道與體表微生物群落分析發現，感染球孢白僵菌后，松墨天牛體表細菌及腸道細菌群迅速響應，菌群結構發生顯著變化（圖2）；其中，假單胞菌和沙雷氏菌成為優勢菌種，且體表增長最多。進一步對峙研究證實，上述兩種細菌均具能顯著抑制球孢白僵菌孢子萌發與生長（圖3）。此外，通過高通量測序等手段，研究人員發現：在共生微生物存在時，天牛并不需要激活免疫以抵抗病原菌的侵染（圖4），從而為天牛節省更多的資源用于自身生長代謝。
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制；研究結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；項目結果對于促進我國森林有害生物防治基礎理論與應用技術研究均具有重要價值。本研究得到安徽省重點研究與開發計劃（2022i01020010）等項目資助。（張龍娃）
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