陈小勇教授课题组在《Entomologia Generalis》揭示隐存种对昆虫沃尔巴克氏菌侵染格局的影响

3月31日，昆虫学著名期刊《Entomologia Generalis》在线发表了华东师范大学生态与环境科学学院陈小勇教授团队题为“Presence of cryptic species in host insects forms a hierarchical Wolbachia infection pattern”的研究成果。该研究以沃尔巴克氏菌(Wolbachia)为研究对象，揭示了宿主昆虫中隐存种的存在可对沃尔巴克氏菌的侵染格局造成显著影响。

期刊简介：

《Entomologia Generalis》影响因子在昆虫学期刊中位列第三，在专业领域内具有较高的声誉。

作者简介：

陈小勇教授团队的张虔博士(现单位为中国科学院植物研究所)为论文第一作者，该团队的王嵘教授为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金面上项目(31870356)和重点项目(31630008)资助。

原文链接：https://www.schweizerbart.de/papers/entomologia/detail/prepub/101165/Presence_of_cryptic_species_in_host_insects_forms_a_hierarchical_Wolbachia_infection_pattern

文章简介：

沃尔巴克氏菌是一类普遍存在于无脊椎动物中的内共生性细菌，可对宿主的存活率、性比等重要生活史特征产生重大影响，因此被认为是驱动无脊椎动物进化的重要因素。更为重要的是，部分沃尔巴克氏菌菌株类型可有效阻止登革热病毒、扎卡病毒等虫媒传播的病原体感染昆虫，有效切断这些对人类造成巨大危害疾病的传染途径。陈小勇团队前期在Journal of Pest Science上发表模型模拟沃尔巴克氏菌对节肢动物的感染规律，解释了生育率对利用沃尔巴克氏菌控制蚊虫成功率的影响。尽管理论预测沃尔巴克氏菌可侵染所有的昆虫宿主，但是自然界昆虫种群中鲜有这样的案例，造成理论预测与实际观测差异的原因仍不明确。

针对上述问题，陈小勇团队以薜荔榕小蜂(Wiebesia pumilae)中的沃尔巴克氏菌为研究对象，采集我国境内40处地点共388头薜荔榕小蜂样品，采用基因测序技术鉴别小蜂隐存种(具有相似形态特征但遗传分化已达到物种间差异的不同类群个体)并筛查样品中沃尔巴克氏菌的侵染情况。研究结果发现薜荔榕小蜂中共有三种隐存种，沃尔巴克氏菌仅侵染了一种隐存种，且侵染率高达100%，而在其他两种隐存种中均未发现侵染迹象，即便在不同隐存种共存的地点中也是如此(图1)。因此，隐存种的存在限制了沃尔巴克氏菌在薜荔榕小蜂中的传播，这可能是由于隐存种间的生殖隔离以及不同隐存种的生长周期存在差异。

图1. 采样地点与不同薜荔榕小蜂隐存种种群中的沃尔巴克氏菌的侵染率

展望：

全球变化可加剧流行病对人类的危害，威胁人类健康福祉。更为有效地利用沃尔巴克氏菌阻断虫媒疾病的传播是未来流行病防控的重要发展方向，但精确预测沃尔巴克氏菌侵染宿主昆虫的模式需要了解阻碍其传播的潜在因素。这项研究首次揭示了昆虫中隐存种的存在是制约沃尔巴克氏菌传播的关键屏障，这一发现拓宽了对该类细菌侵染机制的理解，为提升其利用效率提供了有益参考。

编辑 | 崔耀楠

审核 | 陈小勇