近日，中国农业科学院棉花研究所崔金杰研究员团队发现了一个细菌来源的水平转移基因PjDUF1能显著增强宿主对杀虫剂的耐受能力，首次揭示了肠道微生物调控宿主昆虫抗药性的新途径，为利用共生细菌增强天敌昆虫的环境适应性和捕食能力提供理论依据。该研究成果以“Gut microbe-driven Resistance Mechanisms in Propylea japonica: Insights from Horizontal Gene Transfer and Oxidative Phosphorylation”为题发表在国际著名期刊《先进科学 （Advanced Science）》（中科院一区TOP期刊，影响因子14.1）上。

龟纹瓢虫是一种重要捕食性天敌昆虫，对蚜虫等害虫具有显著控害效果，是重要的生态友好型害虫防控的生物资源，保护和利用龟纹瓢虫对推进绿色农业发展具有重要意义。但新烟碱类杀虫剂（如呋虫胺）的广泛使用造成环境残留，威胁龟纹瓢虫等天敌昆虫的生存。天敌昆虫的肠道微生物在宿主抗药性中扮演着关键角色，但具体分子机制尚不清晰。

该研究发现龟纹瓢虫基因组中存在一个细菌来源的基因PjDUF1，能够通过介导氧化磷酸化通路调控宿主昆虫的能量生成，使其对杀虫剂的耐受性提升。进一步研究发现，该基因是通过水平基因转移，从龟纹瓢虫的一类肠道微生物不动杆菌中获得的。当面对杀虫剂胁迫时，该肠道微生物介导PjDUF1高表达，该基因通过结合线粒体中的蛋白质亚基调控腺苷三磷酸合成速率来影响宿主的耐药性。研究结果首次证实了水平转移基因在天敌昆虫中可进化出全新的生物学功能，提出的“微生物－基因－宿主”互作模型，揭示了自然界中“授人以渔”式的精妙共生关系，为开发新型害虫防控策略提供了理论依据。

该研究获得中国农科院青年人才创新专项、国家重点研发计划、中国农科院科技创新工程重大任务等项目资助。中棉所崔金杰研究员、雒珺瑜研究员、高雪珂副研究员和中国农科院蔬菜研究所郭兆将研究员为论文共同通讯作者，中棉所已毕业博士研究生皇甫宁博为论文第一作者。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202520326

微生物介导宿主抗药性新机制