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| 细菌与昆虫的“三重唱” |
| 添加时间：2010-12-24 09:39:14 浏览次数：1571
来源：科学时报
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Homalodisca coagulate是一名长着“玻璃”翅膀的“神射手”，这种丑陋的小虫子能够吸食葡萄藤那点稀少并且没有什么营养的汁液，同时还能传播疾病，导致植物的枯萎和死亡。尽管食物如此匮乏，这种害虫却活得很好。如今，进化生物学家终于搞清了其中的奥秘——它依靠两种细菌在一个生物化学“三重唱”中获得了营养物质。
葡萄藤的汁液缺乏合成蛋白质所需的维生素和氨基酸，因此许多昆虫都将这些汁液作为它们最初的食物来源。一些昆虫，例如蚜虫，就会获得一种生存在特殊器官——细菌体——中的细菌的帮助。这些细菌从植物的汁液中吸取营养，并且为蚜虫提供其无法合成的氨基酸以及其他营养物质。研究人员一直怀疑，“神射手”可能也有类似的帮手。但是当美国图森市亚利桑那大学的Nancy Moran和加利福尼亚大学戴维斯分校的Jonathan Eisen以及同事对这种昆虫的内脏进行分析后，他们却发现了更多的秘密。
研究人员在一个柠檬果园中捕获了大约400只“神射手”，并对这些昆虫进行了解剖，从而分析它们体内细菌体的构成。研究小组随后测定了一种常驻细菌——Baumannia cicadellinicola——的全部基因组序列，并发现了83种与合成维生素以及相关化合物有关的基因。但是让研究人员感到诧异的是，Baumannia并不能从植物的汁液中合成必要的氨基酸。而另一种细菌体中的细菌——Sulcia muelleri——能够合成昆虫所需的氨基酸，但它却无法像Baumannia一样合成某些维生素。
Eisen指出，这种分工合成营养物质的方式之前从未发现过，他的研究小组最近在《科学公共图书馆生物学卷》网络版上报告了这一研究成果。他表示，这些细菌不但能够为昆虫提供营养物质，同时它们彼此之间也能够提供帮助。
耶鲁大学的分子生物学家Serap Aksoy认为，细菌的协同工作增添了宿主的进化之谜，例如这两种细菌到底是如何进入到昆虫体内的，以及它们是如何进化出分工机制的。加利福尼亚大学伯克利分校的昆虫生物学家Alexander Purcell表示，这项研究工作将帮助农民通过锁定这两种细菌从而控制“神射手”的繁殖。但是他警告说，公众已经对过度使用抗生素持谨慎态度，因此人们可能会反对向植物喷洒大量农药。
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