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BdDuox调控橘小实蝇肠道细菌取得进展

核心提示: 11月13日,NPG旗下杂志The ISME Journal 发表了我校植物科学技术学院张宏宇教授团队题为“双氧化酶基因BdDuox调控橘小实蝇肠道细菌群落稳态平衡”(The dual oxidase gene BdDuox regulates the intestinal bacterialcommunity homeostasis of Bactrocera dorsalis)的最新研究成果。

 南湖网讯(通讯员:郑薇薇)11月13日,NPG旗下杂志The ISME Journal发表了我校植物科学技术学院张宏宇教授团队题为“双氧化酶基因BdDuox调控橘小实蝇肠道细菌群落稳态平衡”(The dual oxidase gene BdDuox regulates the intestinal bacterialcommunity homeostasis of Bactrocera dorsalis)的最新研究成果。姚志超博士为第一作者,张宏宇教授为通讯作者。

 肠道微生物与宿主之间存在着广泛的共生关系,可以影响宿主的生长发育、食物消化和能量吸收、自然天敌防御、免疫防御系统成熟等多个方面。近几年研究发现人类肠道微生物可以影响其行为,肠道共生微生物群落的紊乱与肠炎、肥胖症、糖尿病, 以及癌症等很多疾病息息相关。因此肠道微生物功能及其稳态调控是一个研究热点和前沿方向。

像其他动物一样,昆虫肠道上皮细胞无时无刻的与微生物接触,其种类从有益共生菌、次要菌群、随食物进入的微生物到影响宿主生命的病原菌。在这样一种复杂的环境中,为防御病原微生物的同时而不影响其共生微生物的稳定,宿主肠道上皮细胞必须在免疫应激和免疫耐受之间保持一种稳态平衡。

目前人们尚不清楚宿主如何维持其肠道微生物菌群稳态以保持其功能。张宏宇教授科研团队发现橘小实蝇主要采用Duox-ROS防御系统进行肠道免疫响应,清除病原菌同时耐受肠道共生菌,调控肠道细菌群落稳态平衡;发现RNAi沉默肠道BdDuox基因,导致肠道细菌量的显著增加,而且肠道细菌群落结构显著变化,其中肠道主要菌群Enterobacteriaceae和Leuconostocaceae相对比例显著下降, Bacillaceae、Bacteroidaceae、Verrucomicrobiaceae 等次要菌群相对比例显著增加,致使肠道细菌群落稳态紊乱;菌群稳态紊乱反过来刺激宿主上调BdDuox基因表达水平,介导产生大量ROS抑制次要菌群的过量繁殖,最终恢复肠道微生物群落稳态平衡等。该研究发现了橘小实蝇肠道微生物群落稳态调控的分子机理,这些研究成果增进了人们对肠道免疫与微生物互作的了解,同时为靶向肠道菌群的害虫防治提供新思路和作用靶标,也为揭示人类肠道慢性疾病的病因学及病理学提供借鉴和理论基础。

 此外,张宏宇教授团队首次发现柑橘大实蝇性信息素。实蝇是园艺作物上一类毁灭性害虫,因产卵果蔬组织,幼虫在果蔬组织内潜食而防治困难,主要采取成虫期诱杀防治。不像橘小实蝇、地中海实蝇等,柑橘大实蝇性信息素一直未被发现而缺少高效、稳定的监测和防控措施。柑橘大实蝇性信息素的发现将为柑橘大实蝇的监测和防治技术(诱杀和迷向技术)奠定基础,具有广阔的应用前景。

文章链接:http://www.nature.com/ismej/journal/vaop/ncurrent/abs/ismej2015202a.html

团队网页:http://cpis.hzau.edu.cn/

 

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责任编辑:董思远