近日，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心科研團(tuán)隊(duì)，揭示了球孢白僵菌不同菌株偏好感染不同昆蟲寄主的作用機(jī)制。

　　病原菌的不同菌株對(duì)同一寄主常表現(xiàn)出致病力差異。但是，菌株寄主偏好性的形成與作用機(jī)制尚不明確。球孢白僵菌已被廣泛應(yīng)用為環(huán)境友好的真菌殺蟲劑。針對(duì)不同靶標(biāo)害蟲，大規(guī)模篩選、應(yīng)用高毒力菌株是害蟲高效防治的保障。

　　在白僵菌種群遺傳研究的基礎(chǔ)上，科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)近300個(gè)球孢白僵菌菌株，以原始分離寄主的昆蟲目為單元進(jìn)行分組并開展研究。基因組關(guān)聯(lián)分析顯示，初始分離自雙翅昆蟲的菌株基因組存在兩個(gè)異常位點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步針對(duì)不同位點(diǎn)編碼基因進(jìn)行基因缺失及生物測(cè)定，獲得影響白僵菌感染蠅類昆蟲的潛在效應(yīng)子基因Bhe1。Bhe1在不同菌株中存在有無的二元分布特征，編碼蛋白也存在長(zhǎng)度差異。同時(shí)，Bhe1缺失突變株感染雙翅目的蚊蟲及其他目昆蟲的毒力不受影響。

　　以Bhe1為誘餌的文庫篩選研究發(fā)現(xiàn)，Bhe1同果蠅屬特異的功能未知蛋白Dsff1互作，該基因受Toll信號(hào)途徑調(diào)控，干擾Dsff1會(huì)影響果蠅抗真菌感染的能力。進(jìn)一步以Dsff1為誘餌，篩選及驗(yàn)證證明Dsff1同果蠅Bbd蛋白互作，后者為輔助抗菌肽分泌的關(guān)鍵因子。針對(duì)Dsff1和Bbd干擾品系被感染后的血淋巴的質(zhì)譜分析顯示，與突變品系中的抗菌肽基因表達(dá)水平上調(diào)相反，胞外抗菌肽水平下調(diào)。這證明，Dsff1作為Bbd的輔因子，共同調(diào)控抗菌肽的分泌。研究顯示：使用Bhe1突變株感染Dsff1干擾品系的死亡率與對(duì)照無顯著差異；在不含Bhe1基因的菌株中表達(dá)Bhe1，提高了菌株對(duì)果蠅感染毒力，證明Bhe1與Dsff1的對(duì)應(yīng)互作關(guān)系。

　　研究證明，球孢白僵菌不同菌株中分布的效應(yīng)子，可靶向蠅類昆蟲的新型免疫因子、抑制其介導(dǎo)的抗菌肽分泌。該基因直接關(guān)聯(lián)菌株針對(duì)蠅類昆蟲的低效或高效殺蟲活性即寄主偏好性。這一機(jī)制為高效殺蟲菌株的篩選與應(yīng)用提供了理論支撐。

　　11月13日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家自然科學(xué)重基金和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的支持。

不同球孢白僵菌菌株寄主偏好性的形成與其是否編碼Bhe1效應(yīng)子相關(guān)