浙江
昆虫的产卵选择是直接关系到后代生存与种群繁衍的，但肠道细菌是否能影响以及如何影响这一关键行为，一直未有相关研究阐明。2026年5月26日，湖北大学生命科学学院徐乐天教授团队在《自然·通讯》上发表研究，首次揭示了一种名为“恶臭假单胞菌”的肠道共生菌，能够通过植物介导的反馈回路，塑造并强化叶甲虫对成熟叶片的产卵偏好。这一重要发现为理解昆虫-微生物-植物三者互作提供了全新见解。
研究起始，研究人员以柳树重要害虫异色瓢跳甲为研究对象，发现雌虫虽然在取食时偏好幼嫩叶片，却倾向于在成熟叶片上产卵。这种看似矛盾的现象，实际上有助于将幼虫与成虫的取食生态位分开，减少种内竞争。然而，当研究人员使用抗生素清除雌虫肠道菌群后，这种成熟叶片产卵偏好便消失殆尽，雌虫转而将卵产在嫩叶上。而重新引入肠道菌群后，产卵偏好立即恢复，这一现象表明肠道微生物可能是这一行为的关键驱动因素。
作者进一步分析发现，肠道中的恶臭假单胞菌是调控产卵偏好的核心菌种，其丰度与雌虫对成熟叶片的偏好程度呈显著正相关。令人惊讶的是，这种细菌能够借助植物信号分子“吲哚-3-乙酸”实现自身的扩散。当甲虫取食叶片时，植物伤口处会积累该激素，吸引恶臭假单胞菌通过维管组织向植株上部迁移，并富集在嫩叶中。这样一来，偏好取食嫩叶的成虫会不断摄入该细菌，维持肠道菌群稳定，同时细菌也能借此完成水平与垂直传播。
然而，这种细菌的扩散对幼虫并不友好。研究发现，富集了恶臭假单胞菌的嫩叶会显著降低幼虫的体重、延长发育时间，并增加死亡率。雌虫因此“学会”避开这些危险的叶片，转而将卵产在细菌含量较低的成熟叶片上，从而保护后代。这形成了一个精妙的反馈循环：细菌借助植物的化学信号传播，雌虫则通过改变产卵行为来规避细菌对幼虫的危害，同时维持自身与有益菌的共生关系。
在分子机制层面，研究团队通过转录组分析发现，肠道细菌通过调控雌虫头部一个名为“takeout”基因的表达来影响产卵决策。该基因在常规雌虫中高表达，而在无菌雌虫中显著下调。通过RNA干扰技术沉默该基因后，雌虫对成熟叶片的偏好随之消失；而单独回补恶臭假单胞菌则能恢复该基因表达和产卵偏好。这表明肠道细菌通过特定的分子通路，精准调控宿主的行为决策。
该研究不仅揭示了肠道微生物驱动昆虫行为适应的新机制，也为理解植食性昆虫的生态适应策略提供了重要线索。从应用层面看，这一发现有望为开发基于微生物调控的害虫绿色防控技术提供新思路。
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