- 這種害蟲對水稻危害極大 最新研究發(fā)現(xiàn)它的災(zāi)變機制線索
- 本站編輯:幫幫拜思特發(fā)布日期：2019-12-02 13:43 瀏覽次數(shù)：
新京報訊（記者 張一川）稻飛虱是我國水稻種植區(qū)常見的三種害蟲褐飛虱、白背飛虱 和灰飛虱的通俗統(tǒng)稱。早年統(tǒng)計顯示，稻飛虱是對水稻糧食生產(chǎn)威脅最大的病蟲害之一。
灰飛虱。受訪者供圖
11月25日，SCI收錄期刊《The ISME Journal》在線發(fā)表了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院洪曉月課題組的最新研究成果。研究發(fā)現(xiàn)，稻飛虱體內(nèi)的共生細菌沃爾巴克氏體對稻飛虱的繁殖能力具有至關(guān)重要的影響。
“繁殖能力跟稻飛虱的危害程度呈正相關(guān)關(guān)系，”論文第一作者之一、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院副教授邴孝利說，“我們的研究對于解釋稻飛虱的災(zāi)變機制有重要意義。”
共生細菌影響稻飛虱繁殖能力
稻飛虱是水稻生產(chǎn)中的重要害蟲。全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心病蟲害測報處處長劉萬才等人對2006年至2015年農(nóng)作物主要病蟲害發(fā)生危害情況的統(tǒng)計和分析發(fā)現(xiàn)，10年間稻飛虱造成的全國糧食生產(chǎn)平均損失中，防治挽回損失和實際造成損失分別為1190.44萬噸和119.35萬噸，占比35.66%和29.51%，為10年間5種（類）主要病蟲害危害損失之首。
稻飛虱的繁殖能力是造成巨大危害的一個重要因素。“以灰飛虱為例，正常環(huán)境條件下，從卵生長到成蟲只需25天，成蟲3至5天后即可產(chǎn)卵。”邴孝利介紹，繁殖能力對應(yīng)著種群的基數(shù)，繁殖能力的高低決定著種群的競爭力，也就影響著稻飛虱的主要食物：水稻。此外，三種稻飛虱都可以傳播植物病毒，使水稻矮化或不結(jié)穗。
試驗田中的褐飛虱。受訪者供圖
邴孝利等人的研究發(fā)現(xiàn)，共生細菌沃爾巴克氏體合成的維生素B7（生物素）和B2（核黃素）對于稻飛虱的繁殖能力至關(guān)重要。“在人工飼養(yǎng)的條件下，控制了這兩種維生素的用量后，最極端的數(shù)據(jù)是稻飛虱完全不能產(chǎn)卵了。”邴孝利表示，雖然尚不能定論兩種維生素是稻飛虱繁殖的必要條件，但可以說明它們對稻飛虱的繁殖能力有積極增益作用。
維生素B7和B2是關(guān)鍵物質(zhì)
邴孝利介紹，稻飛虱以刺吸水稻等植物的汁液為生，而植物汁液中富含糖分，但缺少氨基酸、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，稻飛虱本身又不能合成這些營養(yǎng)物質(zhì)。洪曉月課題組因而將目光投向了稻飛虱體內(nèi)的共生菌——沃爾巴克氏體。
“如灰飛虱，在我們從全國采集的樣本中，幾乎100%檢測出了這一共生菌感染。”邴孝利說。
前期的生態(tài)學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)，沃爾巴克氏體存在與否對于稻飛虱繁殖力這一指標(biāo)有一定影響。課題組通過基因組分析發(fā)現(xiàn)，沃爾巴克氏體只能合成維生素B7和B2兩種營養(yǎng)物質(zhì)。進一步的代謝分析和基因表達分析顯示，感染了共生菌的褐飛虱和灰飛虱樣本中檢測出更高含量的上述兩種維生素。之后，課題組在回補實驗中，用另一種方法降低了稻飛虱體內(nèi)的兩種維生素含量，再進行補充，并觀測到了相應(yīng)的繁殖水平變化。
由此形成了完整的證據(jù)鏈條，揭示了共生菌沃爾巴克氏體對于稻飛虱繁殖能力的影響。
研究提供的防治新思路和啟發(fā)
“目前要直接應(yīng)用這一研究進行稻飛虱的防治還比較難，”邴孝利說，“但它提供了一種新的防治思路。如果我們能抑制掉稻飛虱體內(nèi)的共生菌，就能降低它的種群規(guī)模。”
不僅如此，邴孝利認為人體內(nèi)有可能也存在這種只能合成少量有機物質(zhì)，但對人的生活、生存有巨大影響的微生物。
邴孝利表示，人類體內(nèi)的微生物種群很豐富，各個微生物起到的作用也超出此前的想象，“它們都是與我們相伴很久，但不起眼的角色。有人覺得是老虎，我覺得可能也是朋友。”
來源：新京報
