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本報訊 華東(dong) 師範大學生態與(yu) 環境科學學院陳小勇團隊與(yu) 國內(nei) 外團隊合作，以榕屬植物薜荔及其專(zhuan) 性傳(chuan) 粉者薜荔榕小蜂為(wei) 研究對象，通過組裝兩(liang) 個(ge) 物種的高質量基因組並結合多組學分析方法，首次確定了傳(chuan) 粉小蜂識別宿主榕屬植物和幼蟲適應宿主化學防禦的分子機製。該研究以薜荔和薜荔榕小蜂為(wei) 例，揭示了強製性共生互惠體(ti) 係中植物與(yu) 傳(chuan) 粉昆蟲相互適應的分子機製。相關(guan) 研究論文近日發表於(yu) 《自然—生態學與(yu) 進化》。
傳(chuan) 粉昆蟲與(yu) 蟲媒傳(chuan) 粉植物間的相互適應是驅動這兩(liang) 大生物類群多樣化的重要機製，但兩(liang) 者相互適應的分子機製尚不清楚。榕屬植物僅(jin) 依靠專(zhuan) 性榕小蜂傳(chuan) 粉，這些小蜂也僅(jin) 能利用榕屬的隱頭花序繁衍後代，幼蟲通過吸收植物養(yang) 分成長。這一高度特化的強製性共生關(guan) 係通過傳(chuan) 粉小蜂識別宿主榕屬植物釋放的特殊氣味，以及小蜂幼蟲適應宿主植物化學防禦得以維係。
該研究首先從(cong) 野外采集薜荔花序釋放的氣味，采用氣相色譜分析、昆蟲信息素檢測技術和昆蟲行為(wei) 學實驗鑒定出薜荔釋放的特異性吸引薜荔榕小蜂的揮發性物質癸醛。通過比較基因組、轉錄組、蛋白組分析以及功能驗證，確定了傳(chuan) 粉小蜂結合癸醛的氣味結合蛋白，並確定了薜荔在接受前期和接受期調控排斥小蜂的壬醛及吸引小蜂的癸醛生物合成途徑。
論文共同第一作者、該學院副教授王嶸介紹說，薜荔榕小蜂成蟲將卵產(chan) 在薜荔花序的雌花子房中形成蟲癭，其幼蟲依靠植物提供的養(yang) 分生長發育，故薜荔榕小蜂幼蟲與(yu) 薜荔也存在拮抗關(guan) 係。研究人員發現，被傳(chuan) 粉小蜂幼蟲占據的蟲癭中防禦性次生代謝物組成與(yu) 正常薜荔種子高度相似，小蜂產(chan) 卵行為(wei) 並未引發植物的應激反應、提高化學防禦力。
專(zhuan) 家表示，這項研究首次揭示了傳(chuan) 粉者與(yu) 植物間的共生關(guan) 係維持的分子機製與(yu) 相關(guan) 重要基因，這些發現拓寬了人們(men) 對共生關(guan) 係形成機製的理解。（黃辛）
相關(guan) 論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41559-021-01469-1
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