#昆虫微生物组

近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜虫害防控创新团队在昆虫与微生物互作机制研究中取得重要进展,系统阐明了丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号级联反应的双重调控功能,揭示其既是昆虫抵御微生物侵害的免疫「守门人」,也是病原微生物入侵突破防线的关键「攻击靶点」,构建起昆虫—微生物互作「攻防循环」全新理论框架,相关综述成果在线发表于国际权威期刊《欧洲微生物学会联合会微生物学综述》。在自然界长期共进化过程中,昆虫与微生物形成相生相克、动态博弈的复杂关系;昆虫既是多种病原微生物的传播载体,也时刻面临病菌、真菌等微生物的侵染威胁。MAPK信号通路在正常状态下全面参与昆虫免疫应答、组织稳态维持、生长代谢调控,能够快速识别、抵御、清除入侵的病原微生物,发挥「守门人」的防御功能;但病原微生物在长期进化中形成精准入侵策略,会主动靶向、干扰甚至劫持昆虫MAPK信号通路,突破昆虫防御屏障、完成侵染定植。该成果不仅完善昆虫免疫与微生物互作基础理论,MAPK信号通路作为昆虫攻防的核心枢纽,是极具潜力的绿色、精准害虫防控靶点,为后续研发新型靶向控虫技术、打破传统防控瓶颈、实现农业害虫绿色高效治理开辟了新思路。

中国农业科学院基因组所（大鹏湾实验室）常贺坦研究员、Bill S.Hansson院士与王桂荣研究员团队联合国内外合作单位，揭示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。研究锁定关键挥发物2,4,6-三甲基吡啶（2,4,6-TMP），由群居飞蝗卵荚附着的共生细菌释放；该分子还能驱避及毒杀红火蚁、线蚓、步甲等多种土壤蝗卵天敌。团队从82个受体基因中鉴定出两个必需嗅觉受体；敲除任一受体，集群产卵行为随之被破坏。研究构建了"飞蝗宿主—母传共生菌—挥发物—天敌"的多级互作链条，为飞蝗两型分化、蝗灾世代延续与爆发成灾提供全新解释。

中国农业科学院农业基因组研究所联合东北林业大学、德国马普化学生态所等单位,在《Cell》发表研究揭示飞蝗借助母传共生细菌 Enterobacter roggenkampii 合成的挥发性信号分子 2,4,6-三甲基吡啶(2,4,6-TMP),同时实现吸引同类雌蝗聚集产卵、驱避红火蚁/线蚓/步甲等蝗卵天敌的双重生态功能;研究为重大迁飞害虫监测预警与绿色防控提供了重要分子靶标。

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业微生物资源创新团队揭示了Ⅲ型分泌系统在根际荧光类假单胞菌中的演化机制,相关成果发表在《新植物学家》(New Phytologist)上。研究团队从我国15个省(自治区、直辖市)采集114份根际土壤样品,筛选出110株携带Ⅲ型分泌系统基因的菌株,对其中43株进行基因组测序,结合公共数据库已有数据共获得88株Ⅲ型分泌系统阳性菌株基因组数据。研究发现这些菌株分属荧光假单胞菌7个亚群,其Ⅲ型分泌系统可划分为6种演化类型,经历了多次独立的基因横向转移,传播和功能分化受生态位适应驱动。功能分析显示携带该系统的菌株普遍具有植物促生防病功能。

研究野生黑线姬鼠肠道菌群季节变化与环境及宿主因素的关系。

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所毕业生罗媛博士、助理研究员王静为论文第一作者,魏海雷研究员为论文通讯作者。研究首次从'环境—微生物—植物'三元互作界面解析了PGPR重要基因元件的功能调控网络,提出了'全局调控因子—功能基因簇—环境响应'的协同作用模型。GacS通过调控鞭毛蛋白基因fliC的表达影响细菌运动能力、调节植物免疫激发;通过调控phl合成基因簇促进2,4-DAPG的产生,重塑微生物互作格局。论文发表于Microbiome。

2026年8月3日,生物育种安徽省实验室双聘人员、安徽农业大学李晓玉教授团队在《New Phytologist》在线发表题为ZmHPATR1 orchestrates phyllosphere organic acid flux to recruit Sphingomonas and enhance resistance of maize to Curvularia leaf spot的研究论文。该研究揭示玉米ZmHPATR1基因通过调控叶片有机酸积累,特异性招募有益菌鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas),后者分泌胞外多糖威兰胶(Welan gum)直接抑制病原菌生长,从而增强玉米弯孢叶斑病抗性的全新机制,为基于植物微生物组的抗病育种提供了理论依据和技术路径。研究团队通过EMS诱变群体筛选获得抗弯孢叶斑病突变材料并利用MutMap定位方法鉴定出候选基因。

Entomopathogenic nematode recent applications in precision agriculture: Methods, challenges, and future perspectives。Journal of Invertebrate Pathology