幼虫味觉感知岩藻糖通过调控肠道微生物影响草地贪夜蛾生长发育的机制研究

本研究针对草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）糖类感知机制不清的问题，通过系统解析味觉受体（GRs）演化特征，发现SfruGR6特异性响应岩藻糖和蔗糖；证实岩藻糖可刺激幼虫取食但长期摄入会抑制生长并改变肠道菌群（如Escherichia coli上升、Enterococcus mundtii下降），揭示了糖感知-微生物互作调控害虫适应性的新机制，为绿色防控提供靶点。

　　

背景：糖类化学感应对植食性昆虫的取食和产卵至关重要。入侵性多食性害虫草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）的糖感知分子机制尚不明确。本研究旨在揭示该物种糖感知的分子基础。

结果：系统进化分析发现，糖味觉受体（GRs）形成物种特异性分支，其中Ⅱ类糖GRs高度保守，SfruGR6与烟芽夜蛾（Helicoverpa armigera）的HarmGR6同源性最高。通过非洲爪蟾（Xenopus）卵母细胞表达系统证实，表达SfruGR6的卵母细胞对岩藻糖和蔗糖产生响应。幼虫锥形感器（sensilla styloconica）中存在对岩藻糖敏感的味觉受体神经元（GRNs），且中部锥形感器对岩藻糖的神经放电频率高于侧部。岩藻糖可作为取食刺激剂，但持续摄入会导致幼虫体重和雌性成虫存活率下降，而对蛹重和蛹期无影响。岩藻糖摄入改变了幼虫肠道微生物的组成和丰度，使_{Exceevirus Xc38}、_{Escherichia coli}、_{Klebsiella pneumoniae}丰度上升，_{Enterococcus casseliflavus}、_{Microbacterium} sp. Be9、_{Enterococcus faecium}、_{Enterococcus mundtii}丰度下降。

结论：SfruGR6是调控岩藻糖和蔗糖感知的关键受体，岩藻糖通过调节肠道微生物群对草地贪夜蛾生长和存活产生负面影响。该研究丰富了昆虫与植物协同进化理论，并为害虫防控策略提供了新思路。