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综述:共生细菌调节寄生蜂的适应性:机制及其在可持续害虫管理中的应用
《Journal of Pest Science》:Symbiotic bacteria modulate parasitic wasp fitness: mechanisms and applications in sustainable pest management
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年12月06日 来源:Journal of Pest Science 4.1
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昆虫共生菌在植-虫-寄生者系统中发挥关键中介作用。严格共生菌(如 Buchnera aphidicola)满足宿主营养需求,而兼性共生菌(如 Wolbachia)通过生殖调控(如胞质不相容性)、免疫调节(如解毒酶)和化学生态干扰影响寄生蜂生态,提出基于这三类的生物防治优化策略。
昆虫共生细菌同时定殖在害虫和寄生蜂体内,是植物-害虫-寄生蜂系统中三方相互作用的关键中介。专性共生菌(如 Buchnera aphidicola)为宿主提供必要的营养支持,而兼性共生菌(如 Wolbachia)则对寄生蜂的生态行为产生动态且受环境因素影响的调控作用,包括影响其繁殖、调节宿主免疫系统以及改变其行为模式。本文基于以下关键功能类别对这些作用进行了综合分析:(1) 繁殖调控(例如 Wolbachia 诱导的细胞质不相容性和孤雌生殖现象);(2) 免疫系统调节与防御能力增强(例如抑制宿主对寄生蜂的识别机制,或通过 Enterobacter cancerogenus 等细菌产生的解毒酶帮助寄生蜂抵抗农用化学品);(3) 化学生态干扰(例如改变宿主释放的挥发性物质,从而影响寄生蜂的觅食效率)。尽管这些共生细菌在生态学和农业领域具有重要意义,但目前仍缺乏对其功能及其实际应用潜力的系统总结。基于这些认识,我们提出了三项策略以革新基于寄生蜂的生物防治方法:(1) 通过 Wolbachia 诱导的孤雌生殖机制优化寄生蜂基因型,从而提高雌性个体的比例;(2) 利用益生菌增强寄生蜂的活力和田间适应能力;(3) 设计精准的引诱剂,利用共生细菌释放的信息化学物质来吸引寄生蜂。通过将机制研究与应用昆虫学相结合,本文为利用昆虫-微生物共生关系应对可持续农业面临的挑战提供了理论框架。我们的研究不仅阐明了共生细菌与寄生蜂之间的进化竞争关系,还为提高生物防治效果提供了可行方案,架起了基础研究与农业实践之间的桥梁。
昆虫共生细菌同时定殖在害虫和寄生蜂体内,是植物-害虫-寄生蜂系统中三方相互作用的关键中介。专性共生菌(如 Buchnera aphidicola)为宿主提供必要的营养支持,而兼性共生菌(如 Wolbachia)则对寄生蜂的生态行为产生动态且受环境因素影响的调控作用,包括影响其繁殖、调节宿主免疫系统以及改变其行为模式。本文基于以下关键功能类别对这些作用进行了综合分析:(1) 繁殖调控(例如 Wolbachia 诱导的细胞质不相容性和孤雌生殖现象);(2) 免疫系统调节与防御能力增强(例如抑制宿主对寄生蜂的识别机制,或通过 Enterobacter cancerogenus 等细菌产生的解毒酶帮助寄生蜂抵抗农用化学品);(3) 化学生态干扰(例如改变宿主释放的挥发性物质,从而影响寄生蜂的觅食效率)。尽管这些共生细菌在生态学和农业领域具有重要意义,但目前仍缺乏对其功能及其实际应用潜力的系统总结。基于这些认识,我们提出了三项策略以革新基于寄生蜂的生物防治方法:(1) 通过 Wolbachia 诱导的孤雌生殖机制优化寄生蜂基因型,从而提高雌性个体的比例;(2) 利用益生菌增强寄生蜂的活力和田间适应能力;(3) 设计精准的引诱剂,利用共生细菌释放的信息化学物质来吸引寄生蜂。通过将机制研究与应用昆虫学相结合,本文为利用昆虫-微生物共生关系应对可持续农业面临的挑战提供了理论框架。我们的研究不仅阐明了共生细菌与寄生蜂之间的进化竞争关系,还为提高生物防治效果提供了可行方案,架起了基础研究与农业实践之间的桥梁。
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