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中國農(nóng)業(yè)科學院植保所在馬鈴薯塊莖蛾腸道微生物降解淀粉方面取得新進展

   2025-03-31 中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所7460
  近日,中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所經(jīng)濟作物蟲害監(jiān)測與防控創(chuàng)新團隊在國際學術(shù)期刊Journal of Pest Science 上發(fā)表了題為 “Gut bacteria in potato tuberworm (Phthorimaea operculella) populations are dominated by Enterococcus spp. and these play a significant role in carbohydrate metabolism and host growth” 的最新研究成果。系統(tǒng)分析馬鈴薯塊莖蛾幼蟲腸道微生物結(jié)構(gòu),闡述了害蟲腸道微生物在淀粉降解及對高淀粉馬鈴薯適應(yīng)過程中發(fā)揮的功能。
 
  馬鈴薯塊莖蛾是一種寡食性鱗翅目害蟲,鉆蛀取食馬鈴薯葉片和塊莖,對高淀粉馬鈴薯具有較高適應(yīng)性,嚴重影響馬鈴薯產(chǎn)量和質(zhì)量。傳統(tǒng)害蟲控制方法往往依賴于化學農(nóng)藥,但長期使用會導致害蟲抗藥性增強和環(huán)境污染。因此,尋找新的害蟲管理策略顯得尤為重要。本研究通過對采自中國主要馬鈴薯產(chǎn)區(qū)云南、貴州和實驗室長期飼養(yǎng)的馬鈴薯塊莖4齡蛾幼蟲進行宏基因組測序分析,發(fā)現(xiàn)其腸道微生物群落以腸球菌屬 Enterococcus 為主,且田間種群的多樣性顯著高于室內(nèi)種群。研究發(fā)現(xiàn),抗生素能夠破壞腸道菌群平衡,豐度顯著下降。屬水平 ASVs 聚類分析結(jié)果表明,對照組中腸球菌屬相對豐度為94%,而抗生素處理組僅占6%;抗生素處理后,馬鈴薯塊莖蛾幼蟲存活率顯著降低、發(fā)育歷期顯著延長,表明腸道微生物對馬鈴薯塊莖蛾生長發(fā)育至關(guān)重要。研究還發(fā)現(xiàn),抗生素處理除腸道微生物后,馬鈴薯塊莖蛾幼蟲碳水化合物代謝能力顯著下降,特別是顯著影響淀粉降解過程:淀粉降解中間產(chǎn)物,例如麥芽糖的濃度顯著低于對照組。因此,腸道微生物能夠幫助宿主適應(yīng)并取食富含高淀粉的馬鈴薯,在碳水化合物代謝和宿主生長中發(fā)揮著重要作用。本研究不僅增進了我們對馬鈴薯塊莖蛾腸道微生物功能的理解,也為開發(fā)基于微生物調(diào)控的環(huán)保型害蟲管理策略提供了科學依據(jù)。該研究由中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所為第一完成單位,研究得到了中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程人才項目和國家重點研發(fā)計劃項目的資助。
 
  文章鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10340-025-01882-6
 
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