肠道微生物群的融合和功能性适应是臭虫 (Heteroptera: Pentatomidae) 捕食进化的基础
Jingjing Sun1,2, Yujie Meng3, Zhuo Chen1
1State Key Laboratory of Agricultural and Forestry Biosecurity, MOA Key Lab of Pest Monitoring and Green Management, College of Plant Protection, China Agricultural University, Beijing, 100193, China.
真正的虫子通过重组它们的肠道微生物组,从食植物演变为食肉动物. 这种微生物转变促进了对新饮食的适应,并提供了对病原体的防御.
科学领域:
- 进化生物学是进化的生物学.
- 微生物生态学 微生物生态学
- 昆虫生物学 昆虫生物学
背景情况:
- 真正的昆虫 (Heteroptera) 在草食和肉食之间表现出进化的转变.
- 肠道微生物组在调解这些饮食过渡和特征多样化的作用仍然不清楚.
研究的目的:
- 在臭虫 (Asopinae) 中从植物向肉食的进化过渡期间调查肠道微生物组的变化.
- 比较阿索皮纳微生物群与相关的植物动物物种和祖先的捕食虫 (Reduviidae).
主要方法:
- 对臭虫 (Asopinae),植物虫Pentatomidae和掠食性Reduviidae的肠道微生物组进行比较分析.
- 超基因组分析以确定功能性适应.
- 细菌隔离,基因组学和功能测试以确认微生物的作用.
主要成果:
- 阿索皮纳科虫缺少典型的植物共生体和中肠结构.
- 它们的肠道微生物组与掠食性昆虫融合在一起,其中主导的是Enterococcus和特定的蛋白质菌 (Serratia,Yokenella,Proteus).
- 确定了与基消化 (Serratia) 和病原体抑制 (Enterococcus) 相关的微生物组功能.
结论:
- 真实虫子的饮食转变涉及协调的肠道微生物组重组.
- 微生物群落的融合促进了生态适应和利基开发.
- 适应的微生物组提供了对病原体的宿主防御,并有助于新饮食的消化.
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