肠道共生菌Serratia symbiotica通过调控取食与运动行为影响蚜虫宿主适应性及病原传播

《Arthropod-Plant Interactions》：Gut symbiont Serratia symbiotica influences feeding and locomotor behavior of aphid host Aphis fabae

本研究针对昆虫行为层面受细菌共生体影响的机制空白，以蚜虫-肠道共生菌系统为模型，揭示了Serratia symbiotica CWBI-2.3T感染显著改变Aphis fabae的取食（DC-EPG监测显示探针时间延长、韧皮部汁液摄取减少）和运动行为（移动性、扩散能力及速度提升），为理解微生物驱动昆虫行为进化及农业害虫传播病原生态学提供新视角。

　　

细菌共生关系是昆虫进化生态学的重要驱动力。尽管共生菌能够影响昆虫生理机能和多种表型特征，但其在行为层面的作用尚不明确。蚜虫作为理想模型系统，其与共生细菌形成了多样化的关联体系。本研究通过实验评估蚜虫肠道共生菌Serratia symbiotica（菌株CWBI-2.3^T）对蚕豆蚜（Aphis fabae）行为的影响。体型量化分析表明，该共生菌会降低蚜虫的体型大小和生物量，证实其对宿主适应性的负面影响；感染同时干扰水分吸收，但脂质含量评估提示其对能量预算无显著影响。利用直流电刺探电位图谱（DC-EPG）技术监测取食行为发现，受感染蚜虫在寄主植物上的总探针时间显著延长，尤其在感染晚期阶段更为明显。此外，感染会延迟蚜虫首次探针的时间，并负面影响韧皮部汁液的摄取。在目标区域进行的运动行为实验显示，受感染蚜虫的本征运动、扩散能力和移动速度均有所提升。这些结果共同表明，蚜虫行为可被环境中接触的共生菌显著调控。鉴于S. symbiotica CWBI-2.3^T易在植物体内循环，我们推测此类行为调控有助于增强其向植物及其他蚜虫的传播效率，这对农业害虫扩散及其传播的植物病原流行病学具有潜在影响。本研究为深入理解细菌共生体对昆虫行为的关键作用迈出重要一步，该领域仍有待进一步探索。