共生真菌适应卷叶象甲的营养机制研究

发布时间：2024-01-25 11:03

　　昆虫与真菌共生互作研究在进化上有着重要意义。与人类驯化和种植作物一样,卷叶象甲(Euops chinensis)能专一性的培植并取食真菌(Penicillium herquei)。实验室前期研究阐明了卷叶象甲如何培植并管理真菌作物以及真菌为卷象甲幼虫发育提供化学保护,同时还揭示了真菌作物的垂直传播方式。虽然已经观察到象甲幼虫在叶苞内取食真菌和叶片复合物的现象,但共生真菌如何为象甲幼虫提供营养仍不清楚。因此,我们开展了共生真菌在与虎杖象甲共生关系中的营养机制研究。基于叶苞中昆虫排泄物少,说明叶苞(叶片组织及共生菌)为昆虫提供了平衡高效的营养。植物碳水化合物含量高,因此我们推测真菌可能通过氮素营养来达到碳氮平衡的高效营养。首先,我们显微观察到培植型真菌的菌丝表面存在瘤状凸起物及其衍生出来的大量成簇微米状附属丝,凸起物并非菌丝细胞壁简单的隆起,而是一种菌丝分泌出来的特殊结构,这些附属物在自然条件下的叶苞菌丝上也存在,且更为密集。其次,我们对培植型菌株和野生型菌株的元素尤其是氮素进行了比较分析,结果表明培植型菌株的氮含量较野生型菌株高45%,氨基酸总含量高57%,尤其昆虫必需氨基酸含量如精氨酸...

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图１．１植菌蚂蚁菌业、植菌白蚁菌业、食菌甲虫菌业及卷叶象甲菌业（王琳等，２０１５）??注：Ａ：植菌蚂蚁菌业；Ｂ：植菌白蚁菌业；Ｃ：食菌甲虫菌业；Ｄ：卷叶象甲菌业．??

图１．２?ａｔｔｉｎｅ蚂蚁与微生物的五方共生联系（Ｌｉｔｔｌｅ?ａｎｄ?Ｃｕｒｒｉｅ，２００８）??

图１．３植菌昆虫菌业系统演化（Ｍｕｅｌｌｅｒ等，２００５）??注：ａ－ｃ分别代表了植菌蚂蚁菌业、植菌白蚁菌业和食菌甲虫菌业的植菌昆虫与其共生真菌??

图１．４精氨酸合成途径中基因丢失（Ｎｙｇａａｒｄ等，２０１６）??

本文编号：3884702