环植所合作揭示红火蚁与产蜜昆虫的互作机制
作者：李磊
来源：环境与植物保护研究所
日期：2023-10-19
近日，环植所热带经济作物害虫研究组与华中农业大学植物科学技术学院合作在红火蚁-扶桑绵粉蚧互作机制方面取得新进展，研究揭示蜜露微生物产生的多种特征气味物质是调控红火蚁与扶桑绵粉蚧互惠关系的关键因子。
以蜜露为纽带，蚂蚁与半翅目排蜜昆虫在协同进化过程中形成了紧密的互惠关系，这种互惠关系的持续与稳定影响着生态系统的结构和功能。红火蚁与扶桑绵粉蚧为入侵我国的重要农业害虫，由于生境重叠，二者在生态系统中建立了紧密的互惠关系。前期研究发现，取食扶桑绵粉蚧蜜露能够促进红火蚁蚁群增长、提高工蚁寿命。同时，蜜露也是红火蚁定位食物以及扶桑绵粉蚧天敌定位寄主的重要信息物质。然而，蜜露挥发物的成分、来源及其生态学功能目前还不清楚。
研究团队利用HS-SPME、GC-MS、EAG及16S rRNA测序技术鉴定到4种挥发物1-octen-3-ol、limonene、phenylethyl alcohol和2,4-ditert-butylphenol稳定存在于扶桑绵粉蚧蜜露中，一定浓度的上述化合物均能诱发红火蚁的电生理及行为偏好，而除菌处理后蜜露对红火蚁的引诱作用显著降低。进一步从扶桑绵粉蚧蜜露中分离得到6种可培养的细菌。其中，红火蚁对短状杆菌Brachybacterium、考克氏菌Kocuria及细杆菌Microbacterium有强烈的偏好性。回接上述细菌单菌落后，可在不同程度上恢复蜜露对红火蚁的引诱作用。通过对比分析蜜露、除菌蜜露、细菌单菌落及回接菌蜜露样品中挥发物组分差异，发现Brachybacterium可释放limonene和phenylethyl alcohol，Kocuria释放limonene，而Microbacterium释放phenylethyl alcohol。研究结果为蜜露微生物调控红火蚁-半翅目排蜜昆虫互作的生态学机制奠定了理论基础，同时为红火蚁行为调控剂的研制提供了新的思路。
蜜露细菌挥发物调控红火蚁-扶桑绵粉蚧互惠关系
相关研究结果以“Semiochemicals Produced by Microbes in Mealybug Honeydew Attract Fire Ants”为题发表于《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院一区TOP期刊，IF=6.1004）。华中农业大学硕士研究生张国庆与付玉为论文第一作者，中国热科院环植所李磊副研究员和华中农业大学周爱明副教授为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c04444
