米兰体育

网易米兰体育 > > 正文

祝贺!东北林业大学2024级博士研究生发表《Cell》

0
分享至

近日,国际生命科学领域顶尖学术期刊Cell在线发表题为“Microbial signaling coordinates group oviposition and predator defense in migratory locusts”的研究论文,揭示了飞蝗借助母传共生细菌实现聚集产卵与卵防御的分子机制,发现聚集产卵的飞蝗卵荚上附着一种由母蝗传给后代的共生细菌,它能合成一种特殊的挥发性信号分子,吸引同类雌蝗前来集中产卵和驱赶以蝗卵为食的天敌,该研究为理解蝗灾世代延续提供全新理论框架,为重大迁飞害虫监测预警与绿色防控提供分子靶标。

东北林业大学林学院2024级博士研究生袁进喜为论文共同第一作者(排名第一),中国农业科学院农业基因组研究所(大鹏湾实验室)常贺坦研究员、Bill S. Hansson 院士、王桂荣研究员为论文共同通讯作者。东北林业大学、森林生态系统可持续经营教育部重点实验室为论文共同署名单位。



自然界中,飞蝗随种群密度变化,在“散居”与“群居”两种形态间转换。独处时,它体色偏绿、行踪隐蔽;密度一高,它从绿色变为黄褐色,成群结队、遮天蔽日。

此前研究表明,蝗虫聚群时,后足相互摩擦的触觉刺激会让脑部多巴胺水平急剧升高。群居雌蝗把大量卵荚集中产在狭小的土壤区域,这是维系群居性状、推动蝗灾世代延续的关键一环;可卵聚得密,种内竞争加剧,天敌也更容易找上门。同步繁殖的收益与被捕食的风险如何两全,长期缺乏科学解释。

研究团队从蝗虫产卵行为入手。实验证实,群居飞蝗倾向聚集产卵,散居飞蝗的产卵位点则高度分散,而群居型的卵荚里藏着吸引同类雌蝗聚集产卵的气味密码。借助气相色谱-质谱联用技术层层分离,团队锁定了一种关键挥发物:2,4,6-三甲基吡啶(Trimethylpyridine,简称2,4,6-TMP),该分子由群居飞蝗卵荚特异性释放,可吸引同类雌蝗集中产卵。


借助果蝇空神经元异源表达体系与基因编辑技术,从82个受体基因中鉴定出飞蝗感知该信号的两个必需嗅觉受体LmOR34和LmOR36;敲除任一受体,飞蝗即丧失对2,4,6-TMP的嗅觉偏好,集群产卵行为随之被破坏。


更关键的是,研究发现2,4,6-TMP并非飞蝗自身合成,而是源于卵荚附着的共生细菌 Enterobacter roggenkampii。卵荚表面被灭菌后不再释放该挥发物;从上百株分离菌株中筛选出的E. roggenkampii可高效合成2,4,6-TMP。通过EGFP荧光标记活体示踪,团队证实该菌为母系垂直传递共生菌,并揭示群居与散居雌蝗存在截然不同的传递模式:种群密度升高带来的后足触觉刺激,驱动群居雌蝗大量向卵荚转运该细菌,而散居雌蝗极少将细菌传递至卵表。多组学与基因敲除验证进一步阐明,E. roggenkampii依赖赖氨酸代谢途径合成2,4,6-TMP;敲除关键基因赖氨酸脱羧酶LDC后,细菌完全丧失合成能力,蝗虫行为响应也随之消失。


研究还发现,2,4,6-TMP具有“一分子双功能”的生态效应:除介导聚集产卵外,它还能驱避以及毒杀红火蚁、线蚓、步甲等多种土壤蝗卵天敌。针对入侵害虫红火蚁,团队通过AI筛选,结合果蝇空神经元异源表达体系与RNAi干扰技术,从400多个受体中鉴定出其感知该挥发物的嗅觉受体SinOR43a-1;RNAi敲降该受体,或卵荚无法产生2,4,6-TMP时,红火蚁的驱避效应均消失。半田间与野外试验进一步证实,E. roggenkampii及其代谢产物2,4,6-TMP既可诱导飞蝗集群产卵,又能抵御天敌捕食蝗卵,且野外自然种群中的细菌载量、挥发物释放与行为响应同实验室种群高度一致。


该研究完整构建了“飞蝗宿主—母传共生菌—挥发物—天敌”的多级互作链条,创新性阐明飞蝗借助母本垂直传递的共生细菌,依靠单一挥发性分子同时实现生殖同步化与后代化学防御,巧妙化解高密度产卵带来的高捕食风险。这一发现不仅拓展了昆虫—微生物共生互作的认知边界,也为理解飞蝗两型分化、蝗灾世代延续与爆发成灾提供了全新解释,标志着害虫成灾机制研究从“宿主中心”向“宿主—微生物—环境多级互作”范式跃升。

袁进喜是东北林业大学本硕博贯通培养体系的优秀学生代表,本科就读于东北林业大学林学类(森林保护)专业,硕士、博士阶段继续在校深造,校内由严善春教授全程指导;研究生培养期间,赴中国农业科学院农业基因组研究所(大鹏湾实验室)开展联合培养,师从王桂荣研究员和常贺坦研究员开展前沿基础研究。严善春教授团队与王桂荣研究员团队在森林昆虫生态、害虫生物防控等领域拥有多年深度科研合作基础,双方共建高层次创新人才培养平台,推行双导师制联合培养模式,将前沿科研资源全面融入人才培养全过程。

论文链接:

//doi.org/10.1016/j.cell.2026.08.050

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
穆雷申请离开鹈鹕后续:太阳有兴趣得到他 格林可能卷入交易

穆雷申请离开鹈鹕后续:太阳有兴趣得到他 格林可能卷入交易

罗说NBA
2026-11-14 06:39:04
关键时刻,民主党议员集体倒戈!

关键时刻,民主党议员集体倒戈!

斐君观点
2026-11-14 08:23:04
防不胜防:黄乐居然是这样拿下黄仁勋的!

防不胜防:黄乐居然是这样拿下黄仁勋的!

仕道
2026-11-13 15:05:27
2年5952万美金!7分+6分+5分!穆雷正式申请交易

2年5952万美金!7分+6分+5分!穆雷正式申请交易

微评体育圈
2026-11-14 10:49:09
45岁仍拍三级片还债,36E巨乳,被称香港妖女,60岁直播翻身破亿

45岁仍拍三级片还债,36E巨乳,被称香港妖女,60岁直播翻身破亿

轩逸阿II
2026-10-17 07:39:17
“我有罪,对不起人民!”中国高铁总设计师被判死刑前,含泪忏悔

“我有罪,对不起人民!”中国高铁总设计师被判死刑前,含泪忏悔

刘哥谈体育
2026-11-08 14:30:04
厦金大桥厦门段顺利合龙,大陆表态:不管台方态度,工程持续推进

厦金大桥厦门段顺利合龙,大陆表态:不管台方态度,工程持续推进

辉哥说动漫
2026-11-13 07:13:10
许绍雄遗作上映8天票房5145元,没有万!导演王晶发文:没有宣发费,排片也不多,可以等平台上线随缘看看

许绍雄遗作上映8天票房5145元,没有万!导演王晶发文:没有宣发费,排片也不多,可以等平台上线随缘看看

极目米兰体育-米兰(中国)官网
2026-11-13 22:44:18
特朗普说美空管系统故障与网络攻击无关

特朗普说美空管系统故障与网络攻击无关

界面米兰体育-米兰(中国)官网
2026-11-14 08:52:01
申京19+7+3!火箭63-53爵士,看数据:你就是头号功臣!

申京19+7+3!火箭63-53爵士,看数据:你就是头号功臣!

运筹帷幄的篮球
2026-11-14 10:47:23
北京海淀区委原书记张革已任市人大常委会党组成员

北京海淀区委原书记张革已任市人大常委会党组成员

澎湃米兰体育-米兰(中国)官网
2026-11-14 10:30:26
西部排名又乱了:森林狼创NBA奇迹,掘金收大礼,6队排名互换

西部排名又乱了:森林狼创NBA奇迹,掘金收大礼,6队排名互换

篮球大视野
2026-11-13 14:12:16
1986年,山东农妇效仿武则天在自家登基称帝,纳4名男妃充入后宫,最后栽在了一个打瞌睡的信徒手上

1986年,山东农妇效仿武则天在自家登基称帝,纳4名男妃充入后宫,最后栽在了一个打瞌睡的信徒手上

磊子讲史
2026-11-13 20:18:15
演完《余红旧事》演《谷雨》,她今年连播3部剧,19岁就拿影后可惜一直不火

演完《余红旧事》演《谷雨》,她今年连播3部剧,19岁就拿影后可惜一直不火

娱君坠星河
2026-11-13 16:50:05
凌晨葡萄牙出战:后C罗时代首秀!0-1输球也能锁定第1出线

凌晨葡萄牙出战:后C罗时代首秀!0-1输球也能锁定第1出线

叶青足球世界
2026-11-14 10:01:35
1979年,翁美玲与男友罗柏前往威尼斯出游,1米58的她穿吊带裙与罗柏牵手漫步,镜头下甜蜜画面却藏着不为人知的结局

1979年,翁美玲与男友罗柏前往威尼斯出游,1米58的她穿吊带裙与罗柏牵手漫步,镜头下甜蜜画面却藏着不为人知的结局

磊子讲史
2026-11-04 15:53:33
央视镜头下,殷桃的“真实颜值”,治好了我的容貌焦虑

央视镜头下,殷桃的“真实颜值”,治好了我的容貌焦虑

娱乐圈十三太保
2026-11-13 15:56:34
现在的俄罗斯,大概率只剩下两条路了:第一,把吞进去的地全吐出来,赔到服气;第二,撕掉“特别军事行动”这层皮,正式宣战

现在的俄罗斯,大概率只剩下两条路了:第一,把吞进去的地全吐出来,赔到服气;第二,撕掉“特别军事行动”这层皮,正式宣战

扶苏聊历史
2026-11-13 15:17:47
面相的确是不会骗人的,我给我奶看了李小冉的照片她开口就说:这女孩一看就是个拎得清、不会委屈自己的。

面相的确是不会骗人的,我给我奶看了李小冉的照片她开口就说:这女孩一看就是个拎得清、不会委屈自己的。

LULU生活家
2026-11-13 22:46:20
又来了!苹果突然发布 OS 27 系统双更新

又来了!苹果突然发布 OS 27 系统双更新

XCiOS俱乐部
2026-11-14 09:23:19
2026-11-14 11:47:01
植物研究进展 incentive-icons
植物研究进展
关注植物领域最新研究动态。
4042文章数 2742关注度
往期回顾 全部

免费观展|中小学跨学科融合特色课程展

牛弹琴:黄仁勋黯然辞职 至少释放三重信号

牛弹琴:黄仁勋黯然辞职 至少释放三重信号

28年前的“点球罪人”,把冠军带回大连

陈晓楠对话厉娜和许飞引全网热议

72岁王健林重回“一号位”

黄仁勋辞职,马斯克们抱不平!

限时权益价8.88万 吉利星愿STAR限定系列发布

态度原创

中俄教育年独家专访|远东联邦大学副校长详解赴俄留学新趋势

17位 国外画家笔下的女子

鞠婧祎代言 荣耀700系列四款高颜值配色公布:全系标配原生AI背屏

霍启山娜然婚礼将近,豪门新娘妆长什么样?

乌兰察布:以前种土豆,现在种Token

无障碍浏览 进入关怀版