近日,,植物保護學(xué)院陸永躍,、齊易香團隊研究揭示了5-羥色胺調(diào)控昆蟲腸道微生物穩(wěn)態(tài)的新機制,,相關(guān)研究結(jié)果內(nèi)容以“Serotonin modulates insect gut bacterial community homeostasis”為題在線發(fā)表于國際著名期刊BMC Biology(5年影響因子8.182,,中科院1區(qū)Top期刊)鏈接:https://trebuchet.public.springernature.app/get_content/86d66629-a772-460f-8ddb-78bba3841cd9。
生物胺如5-羥色胺,、多巴胺和章魚胺等是昆蟲體內(nèi)一類非常重要的神經(jīng)小分子,,廣泛調(diào)控著昆蟲各種生理功能和行為。生物胺信號通路基因是殺蟲劑開發(fā)的潛在靶標(biāo),。其中5-羥色胺不僅是重要的神經(jīng)遞質(zhì),,而且是重要的免疫調(diào)節(jié)因子。2016年,,齊易香等首次研究發(fā)現(xiàn)了5-羥色胺可以通過其受體調(diào)控昆蟲血細(xì)胞吞噬(Qi et al., 2016,,eLife)。
該項研究是首次探索5-羥色胺在昆蟲腸道免疫中具體功能,,研究發(fā)現(xiàn)喂食5-羥色胺合成前體物質(zhì)能夠顯著增加桔小實蠅腸道菌量,,而通過RNAi方法干擾桔小實蠅5-羥色胺外周合成酶基因能夠顯著降低腸道菌量;改變5-羥色胺的含量能夠引起雙氧化酶Duox的表達(dá)變化,,導(dǎo)致生成的ROS水平改變,,最終對腸道共生菌的穩(wěn)態(tài)進行調(diào)控,;進一步研究發(fā)現(xiàn)傳播媒介埃及伊蚊同樣通過5-羥色胺調(diào)控Duox的表達(dá)從而影響中腸的菌群穩(wěn)態(tài)。該研究首次明確了5-羥色胺調(diào)控昆蟲腸道菌群的作用機理,,在腸道與微生物的相互作用方面提出了新的見解,。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院齊易香副教授和陸永躍教授為論文的共同通訊作者,2017級碩士研究生曾甜為論文第一作者,,博士研究生蘇紅愛,、碩士研究生劉雅蘭、李建芳和江定心副教授也參與了本研究,。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金項目資助,。
近年來,生物安全與入侵生物學(xué)創(chuàng)新團隊以重大果蔬害蟲桔小實蠅為研究對象,,構(gòu)建了基因編輯和化學(xué)生態(tài)學(xué)研究平臺,,深入開展了實蠅類害蟲成災(zāi)生物學(xué)、行為學(xué),、化學(xué)生態(tài)學(xué),、與微生物互作等多個方面研究,累計在SCI源期刊上發(fā)表論文40多篇,,其中在Microbiome(2017),、Current Biology(2020,2021),、Insect Biochemistry and Molecular Biology(2021),、Pest Management Science(2011,2016,,2020)等中科院1區(qū)Top期刊上發(fā)表論文10多篇。(文圖/植物保護學(xué)院 王磊)