该研究揭示了真菌抗菌肽调节昆虫表面微生物群的机制

2022-09-23 00:00
来源：医药资讯网
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中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员王承书在《ISME日报》发表了一篇题为《真菌防御素抑制入侵微生物促进寄生虫感染》的研究论文，揭示了球孢白僵菌通过分泌抗菌肽抑制昆虫表面微生物群，从而促进真菌穿透昆虫壁感染的现象和机理。

与昆虫肠道微生物群不同的是，人们对昆虫表面微生物群的组装和功能还不够了解。研究小组前期对黑腹果蝇的研究发现，黑腹果蝇体表的微生物群主要是由其粪便/肠道细菌组装而成，并随着年龄的延长在黑腹果蝇体表迅速扩展，从而拮抗病原真菌的感染(iScience，2022)。针对昆虫这种新的抗菌防御模式，他们发现具有广谱杀虫活性的金龟子绿僵菌可以合成一种三萜类化合物——烟曲霉，具有广谱抗菌活性，抑制体表细菌，从而促进金龟子绿僵菌感染宿主(微生物谱，2022)。

与金龟子绿僵菌不同，球孢白僵菌等昆虫病原真菌不含烟酸合成基因簇，但其基因组编码几个潜在的抗菌肽基因。本文对球孢白僵菌编码的四个抗菌肽基因进行了基因缺失、生物测定、抗菌肽表达和抗菌活性分析，结果表明，类防御素抗菌肽基因BbAMP1的缺失显著影响了球孢白僵菌的杀虫毒性。抗菌肽基因在芽孢形成阶段高表达，成熟分泌后位于细胞表面，并能分泌到液体环境中。抗菌活性试验表明，BbAMP1成熟肽只能显著抑制革兰氏阳性菌(G)的活性。抗菌肽处理能引起G菌细胞裂解，对不同酵母菌也有抑制活性。

果蝇分离菌的竞争抑制实验表明，与野生型菌株相比，BbAMP1基因缺失突变体的孢子萌发受到不同G菌的显著抑制，体壁穿透能力显著受损。果蝇微生物组分析表明，与野生型和基因过表达菌株不同，经BbAMP1缺失突变体处理后，果蝇体表革兰氏阴性菌数量显著增加，多样性指数显著降低。

本研究证明，昆虫病原真菌编码的抗菌肽可以作为杀虫毒力相关的新基因，在昆虫病原真菌表面介导细菌和昆虫宿主之间的多种相互作用。