茧上的抗生素可以保护挖土黄蜂的后代免受有害真菌的侵害。这些保护性物质是由生活在这些昆虫体内的链霉菌属共生细菌产生的。在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的一项新研究中，来自马克斯·普朗克化学生态研究所(Max Planck Institute for Chemical Ecology)和美因茨大学(University of Mainz)的研究人员以及一个国际团队的研究表明，杏耀的信誉这些有益细菌正在失去人们不再需要的遗传物质。这些细菌的基因组对于理解基因组侵蚀的过程以及阐明细菌和宿主昆虫之间的合作和互利是如何在很长一段时间内进化的具有重要意义。2023047118, 2021年4月)。

 

一种古老的防御性共生关系确保了beewolves后代的生存

 

Philanthus属的甜菜狼属于掘土黄蜂家族，顾名思义，它们猎杀蜜蜂作为后代的食物来源。它们在地上挖洞，把猎物埋起来，然后产卵。为了保护他们的孩子不受土壤中温暖潮湿条件下的霉菌的伤害，雌性甜菜狼从它们的触角分泌一种含有链霉菌属共生细菌的物质。它们会产生各种抗生素物质的混合物，这些物质会被蜂狼的幼虫纺入茧中。这种防御性的共生关系已经存在了6800多万年，确保了牛狼的后代免受有害微生物的侵害。

 

细菌伴侣基因组侵蚀的迹象

 

马克斯·普朗克化学生态研究所(Max Planck Institute for Chemical Ecology)新成立的昆虫共生系主任马丁·卡尔滕波特(Martin Kaltenpoth)领导的一个团队，对与欧洲beewolf Philanthus三角菌有关的细菌链霉菌(Streptomyces philanthi)的基因组进行了详细研究。“我们想知道，与宿主的长期联系是否导致了共生体基因组的变化，或形成的基因调控和代谢相互作用的牛肉狼和它的细菌伙伴，”马里奥Sandoval-Calderón解释说，该研究的第一作者之一，这项研究的动机。

 

利用最先进的基因测序技术，研究人员能够读出共生体的完整基因组。他们注意到“假基因”的积累是由于编码碱基对的阅读框移位引起的。“这些可能失活基因的移码突变是philanthi链霉菌基因组开始侵蚀的指示器。虽然基因组侵蚀的结果特征很好，但其发病和早期阶段不太清楚。因此，能够接触到处于基因组衰退初始阶段的生物体可以帮助我们理解这一过程是如何开始的，”研究负责人Martin Kaltenpoth说。

 

基因:退化到防御共生?

 

进一步的遗传分析表明，细菌共生体的代谢主要是为了生产保护beewolves后代所必需的抗生素物质。为什么雌性甜菜狼的触角也会产生抗生素，然后通过分泌含有细菌和抗生素混合物的物质释放到生殖细胞中，这个悬而未决的问题还没有得到解答。到目前为止，它们真正的防御功能仅在茧上得以展示。相反，这些分析提供了某些氨基酸的证据，宿主必须向触角腺库中的共生伙伴提供这些氨基酸，因为philanthi链霉菌不再能够自己产生这些营养物质。因此， 杏耀客服怎么联系，看起来beewolves甚至能够控制抗生素的生产，杏耀yl并且能够自我调节它们的细菌伴侣提供的好处，以优化对它们后代的保护。需要进一步的分析来证实这一假设。

 

在与beewolves进行了如此长期的防御联盟之后，观察到共生体的基因组衰退似乎还处于早期阶段，这令人惊讶。因此，科学家们现在也在研究与其他牛狼物种相关的共生菌株的基因组。“似乎只有一些菌株的基因组正在遭受侵蚀。理解这一过程的原因和启动这一过程的因素可以帮助我们获得更广泛地控制基因组进化的力量的有价值的见解，”Martin Kaltenpoth希望。

 

现代分子工具使得研究生物之间的相互作用越来越有可能，从单个分子水平到生态和进化问题，甚至是非模式生物。将它们应用于昆虫和它们的细菌伙伴之间的多种共生关系，可能有助于更好地理解这些生物体之间的相互作用、它们的共同利益以及它们的共同进化。