网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

祝贺!东北林业大学2024级博士研究生发表《Cell》

0
分享至

近日,国际生命科学领域顶尖学术期刊Cell在线发表题为“Microbial signaling coordinates group oviposition and predator defense in migratory locusts”的研究论文,揭示了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,发现聚集产卵的飞蝗卵荚上附着一种由母蝗传给后代的共生细菌,它能合成一种特殊的挥发性信号分子,吸引同类雌蝗前来集中产卵和驱赶以蝗卵为食的天敌,该研究为理解蝗灾世代延续提供全新理论框架,为重大迁飞害虫监测预警与绿色防控提供分子靶标。

东北林业大学林学院2024级博士研究生袁进喜为论文共同第一作者(排名第一),中国农业科学院农业基因组研究所(大鹏湾实验室)常贺坦研究员、Bill S. Hansson 院士、王桂荣研究员为论文共同通讯作者。东北林业大学、森林生态系统可持续经营教育部重点实验室为论文共同署名单位。



自然界中,飞蝗随种群密度变化,在“散居”与“群居”两种形态间转换。独处时,它体色偏绿、行踪隐蔽;密度一高,它从绿色变为黄褐色,成群结队、遮天蔽日。

此前研究表明,蝗虫聚群时,后足相互摩擦的触觉刺激会让脑部多巴胺水平急剧升高。群居雌蝗把大量卵荚集中产在狭小的土壤区域,这是维系群居性状、推动蝗灾世代延续的关键一环;可卵聚得密,种内竞争加剧,天敌也更容易找上门。同步繁殖的收益与被捕食的风险如何两全,长期缺乏科学解释。

研究团队从蝗虫产卵行为入手。实验证实,群居飞蝗倾向聚集产卵,散居飞蝗的产卵位点则高度分散,而群居型的卵荚里藏着吸引同类雌蝗聚集产卵的气味密码。借助气相色谱-质谱联用技术层层分离,团队锁定了一种关键挥发物:2,4,6-三甲基吡啶(Trimethylpyridine,简称2,4,6-TMP),该分子由群居飞蝗卵荚特异性释放,可吸引同类雌蝗集中产卵。


借助果蝇空神经元异源表达体系与基因编辑技术,从82个受体基因中鉴定出飞蝗感知该信号的两个必需嗅觉受体LmOR34和LmOR36;敲除任一受体,飞蝗即丧失对2,4,6-TMP的嗅觉偏好,集群产卵行为随之被破坏。


更关键的是,研究发现2,4,6-TMP并非飞蝗自身合成,而是源于卵荚附着的共生细菌 Enterobacter roggenkampii。卵荚表面被灭菌后不再释放该挥发物;从上百株分离菌株中筛选出的E. roggenkampii可高效合成2,4,6-TMP。通过EGFP荧光标记活体示踪,团队证实该菌为母系垂直传递共生菌,并揭示群居与散居雌蝗存在截然不同的传递模式:种群密度升高带来的后足触觉刺激,驱动群居雌蝗大量向卵荚转运该细菌,而散居雌蝗极少将细菌传递至卵表。多组学与基因敲除验证进一步阐明,E. roggenkampii依赖赖氨酸代谢途径合成2,4,6-TMP;敲除关键基因赖氨酸脱羧酶LDC后,细菌完全丧失合成能力,蝗虫行为响应也随之消失。


研究还发现,2,4,6-TMP具有“一分子双功能”的生态效应:除介导聚集产卵外,它还能驱避以及毒杀红火蚁、线蚓、步甲等多种土壤蝗卵天敌。针对入侵害虫红火蚁,团队通过AI筛选,结合果蝇空神经元异源表达体系与RNAi干扰技术,从400多个受体中鉴定出其感知该挥发物的嗅觉受体SinOR43a-1;RNAi敲降该受体,或卵荚无法产生2,4,6-TMP时,红火蚁的驱避效应均消失。半田间与野外试验进一步证实,E. roggenkampii及其代谢产物2,4,6-TMP既可诱导飞蝗集群产卵,又能抵御天敌捕食蝗卵,且野外自然种群中的细菌载量、挥发物释放与行为响应同实验室种群高度一致。


该研究完整构建了“飞蝗宿主—母传共生菌—挥发物—天敌”的多级互作链条,创新性阐明飞蝗借助母本垂直传递的共生细菌,依靠单一挥发性分子同时实现生殖同步化与后代化学防御,巧妙化解高密度产卵带来的高捕食风险。这一发现不仅拓展了昆虫—微生物共生互作的认知边界,也为理解飞蝗两型分化、蝗灾世代延续与爆发成灾提供了全新解释,标志着害虫成灾机制研究从“宿主中心”向“宿主—微生物—环境多级互作”范式跃升。

袁进喜是东北林业大学本硕博贯通培养体系的优秀学生代表,本科就读于东北林业大学林学类(森林保护)专业,硕士、博士阶段继续在校深造,校内由严善春教授全程指导;研究生培养期间,赴中国农业科学院农业基因组研究所(大鹏湾实验室)开展联合培养,师从王桂荣研究员和常贺坦研究员开展前沿基础研究。严善春教授团队与王桂荣研究员团队在森林昆虫生态、害虫生物防控等领域拥有多年深度科研合作基础,双方共建高层次创新人才培养平台,推行双导师制联合培养模式,将前沿科研资源全面融入人才培养全过程。

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.08.050

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
男子和四十多岁女网友认识后,频繁发生关系,最后一次在车内,男子死亡后家属向女子索要巨额赔偿

男子和四十多岁女网友认识后,频繁发生关系,最后一次在车内,男子死亡后家属向女子索要巨额赔偿

丫头舫
2026-10-13 22:10:25
两性关系:发现了没,寿命长的男人,大多都有这五个好习惯

两性关系:发现了没,寿命长的男人,大多都有这五个好习惯

荔子言
2026-09-08 14:55:50
人社局:正高级职称补贴30万,副高级20万,中级6万

人社局:正高级职称补贴30万,副高级20万,中级6万

新浪财经
2026-10-19 22:35:08
一撞就烧,一烧就删:聊聊陕西神木车祸

一撞就烧,一烧就删:聊聊陕西神木车祸

难得君
2026-10-22 09:24:13
《街头霸王》真人电影春丽特写洗澡戏 全身一览无余

《街头霸王》真人电影春丽特写洗澡戏 全身一览无余

3DM游戏
2026-10-21 07:50:11
安全高于一切!雷军:小米已交付超80万辆车 均价超26万、成立独立汽车安全研究中心

安全高于一切!雷军:小米已交付超80万辆车 均价超26万、成立独立汽车安全研究中心

快科技
2026-10-22 09:28:10
终于赢了!广东队拒绝创纪录 外教用人引发争议,能力真不如杜锋

终于赢了!广东队拒绝创纪录 外教用人引发争议,能力真不如杜锋

南海浪花
2026-10-22 21:37:57
不想后人取钱来回折腾,老人存定期时,可以多做这一步

不想后人取钱来回折腾,老人存定期时,可以多做这一步

花小猫的美食日常
2026-10-22 06:58:35
土耳其的女子确实漂亮,兼具典雅容貌与异域风情

土耳其的女子确实漂亮,兼具典雅容貌与异域风情

娱你同欢
2026-10-07 11:06:22
里夫斯谈詹姆斯离队:我完全理解,他前几天还送我鞋

里夫斯谈詹姆斯离队:我完全理解,他前几天还送我鞋

元气满分吖
2026-10-23 00:13:51
母亲36岁改嫁40岁教授,洞房夜,我撞见他往母亲杯中滴入不明液体

母亲36岁改嫁40岁教授,洞房夜,我撞见他往母亲杯中滴入不明液体

千秋文化
2026-08-11 19:45:43
民调连跌5个月、支持率破50%、丑闻接连不断!日本史上首位女首相第一年的答卷合格吗?

民调连跌5个月、支持率破50%、丑闻接连不断!日本史上首位女首相第一年的答卷合格吗?

东京陈洋观察
2026-10-21 17:09:16
苹果突然官宣:10月29日,新品正式发布!

苹果突然官宣:10月29日,新品正式发布!

科技堡垒
2026-10-20 13:25:00
柬埔寨发生一起中国人涉嫌绑架中国人案件,4名中国籍男子涉嫌绑架一名43岁中国男子,并非法拘禁,嫌疑人照片已公布

柬埔寨发生一起中国人涉嫌绑架中国人案件,4名中国籍男子涉嫌绑架一名43岁中国男子,并非法拘禁,嫌疑人照片已公布

扬子晚报
2026-10-22 17:08:20
一场2-0完胜,16岁孙心然夺总决赛2连胜,提前出线,夺冠=创历史

一场2-0完胜,16岁孙心然夺总决赛2连胜,提前出线,夺冠=创历史

侃球熊弟
2026-10-23 00:35:05
为什么这12部电影让人绝望?看完一次就够

为什么这12部电影让人绝望?看完一次就够

追星雷达站
2026-10-22 01:53:55
字节跳动、阿里及腾讯订购英伟达新款GPU总标价逾350亿美元

字节跳动、阿里及腾讯订购英伟达新款GPU总标价逾350亿美元

财闻
2026-10-20 19:04:28
局势升温!454票压倒性通过对华强硬决议,中国须做好最坏准备

局势升温!454票压倒性通过对华强硬决议,中国须做好最坏准备

白日追梦人
2026-10-22 10:12:53
艾弗森:全世界都觉得我酷,我的孩子却嫌我最土

艾弗森:全世界都觉得我酷,我的孩子却嫌我最土

温柔且自由
2026-10-22 02:19:44
“盘石创始人田宁疑似失联”,杭州警方发布警情通报

“盘石创始人田宁疑似失联”,杭州警方发布警情通报

政知新媒体
2026-10-22 13:17:21
2026-10-23 04:20:49
植物研究进展 incentive-icons
植物研究进展
关注植物领域最新研究动态。
3975文章数 2741关注度
往期回顾 全部

教育要闻

用AI默默守护,温柔照见孩子心事

头条要闻

西藏7.0级地震亲历者:房子震得嘎嘎叫 不敢回家

头条要闻

西藏7.0级地震亲历者:房子震得嘎嘎叫 不敢回家

体育要闻

卢卡:伦德伯格,欢迎来到NBA

娱乐要闻

芭莎盛典,张小斐因救场实现口碑暴涨

财经要闻

宁德,跌成了一只红利股?

科技要闻

腾讯云谷歌紧急行动!互联网安全出大事

汽车要闻

搭城市NOA/续航555KM 捷达M6上市售7.98万起

态度原创

房产
本地
手机
游戏
公开课

房产要闻

租金大跳水!荒了6年,海口这个地标商业,开始急了!

本地新闻

一场垂直登高赛跑出了"山城"的真正内核

手机要闻

荣耀手表Fit 6现身官网:1.97英寸AMOLED全面屏、适配iOS /鸿蒙设备,支持腕上微信

小岛秀夫谈《死亡搁浅》争议:只有云玩家才跟风黑!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版