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孙江华研究组揭示松材线虫溢出媒介昆虫松墨天牛气孔的机制

  松树萎蔫病是松树的毁灭性病害,对我国森林生态系统和贸易造成了严重损失,严重威胁我国森林生态系统安全。致病因子是一种国际检疫对象——松材线虫。1982年入侵我国后,目前已扩散至我国18个省市,新近入侵到我国辽宁。

  不同于模式秀丽杆线虫,松材线虫的传播是通过媒介昆虫-松墨天牛完成的。扩散型松材线虫通过天牛的气孔进入其呼吸系统,每头天牛可以携带数百至二十余万条松材线虫。松墨天牛羽化后飞到健康松树上取食松枝皮进行补充营养,达到性成熟后交配,到衰弱木上产卵。松材线虫则通过松墨天牛补充营养取食产生的取食伤口侵入松树。松树被松材线虫侵染后一般2-3个月后死亡。松材线虫从媒介昆虫-松墨天牛气孔溢出的机制一直是国内外学者未解的一个松材线虫生活史关键节点。过去一直猜测是某种化学信号诱导松材线虫从松墨天牛呼吸系统溢出,包括我们研究组以前也开展了相关研究,但都没得到验证。本项研究工作表明,松墨天牛通过补充营养增加了代谢和呼吸速率,进而导致松墨天牛气管系统内CO2升高,如同秀丽杆线虫中发现的Acute CO2 avoidance机制一样,一旦松墨天牛气管系统内CO2达到一临界值,松材线虫就开始从天牛气孔溢出。这一研究结果揭示了松材线虫传播和松萎蔫病侵染循环的一个重要关键节点,对进一步理解松材线虫复杂生活史和松萎蔫病防控具有借鉴意义。

  论文于2019年7月9日发表在Current Biology, 动物研究所硕士研究生吴沂霞和助理研究员Jacob Wickham为论文共同第一作者,孙江华和赵莉蔺研究员为共同通讯作者。论文得到了中国科学院生物互作战略先导专项的支持。()

揭示松材线虫溢出媒介昆虫松墨天牛气孔的机制

 

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