最初共存的内共生体在宿主蝉的发育过程中会迁移到不同的组织中

《Environmental Microbiology》：Initially Coexisting Endosymbionts Migrate Into Different Tissues During Ontogeny of Host Cicadas

共生昆虫蝉科中细菌共生体（bacteriomes）的形态发生与进化机制研究，发现其起源涉及旧生与新生菌胞的协同增殖或仅新生菌胞，并通过芽生方式扩张。共生真菌（YLS）与细菌（Karelsulcia）的早期共存导致生态位竞争，促使YLS向宿主脂肪体转移，揭示细菌共生体可能从免疫器官（类似脂肪体）演化而来。共生器官发育模式与真菌存在动态相关，为解析昆虫特化共生器官适应性进化提供新证据。

　　

摘要

内共生体在推动许多昆虫的生态和进化多样化方面起着关键作用，然而它们特化的共生器官（例如细菌组）的形态发生和进化起源仍知之甚少。在这里，我们利用基于显微镜的方法研究了蝉科（Cicadidae）中细菌组的形态发生。我们发现，细菌组既可能来源于反转过程（anatrepsis）后出现的原始细菌细胞，也可能仅来源于反向反转过程（katatrepsis）期间新出现的细菌细胞。细菌组通过“出芽”增殖来增加其单元数量，其发育模式与酵母样真菌共生体（YLS）的存在与否及其定殖动态密切相关。在宿主发育早期阶段共存的专性内共生体Karelsulcia和YLS可能会争夺生态位，这可能导致YLS转移到脂肪体中。这表明细菌组最初可能像脂肪体一样具有免疫功能，但后来专门进化为容纳细菌内共生体。在宿主蝉类后期发育过程中，YLS从细菌组转移到脂肪体，说明这种共生器官的调控过程受到免疫系统的介导。这项研究揭示了共生体-宿主相互作用如何影响共生器官的形态发生，为了解植物汁液取食昆虫中特化共生器官的适应性进化提供了见解。

图形摘要

• 细菌组可能来源于反转过程后出现的原始细菌细胞，也可能仅来源于反向反转过程期间新出现的细菌细胞。
• 细菌组通过“出芽”增殖来增加其单元数量，其发育模式与YLS的存在与否及其定殖动态密切相关。
-------------|:
• 在宿主发育早期阶段共存的Karelsulcia和YLS可能会争夺生态位，这可能导致YLS转移到脂肪体中，表明细菌组最初可能像脂肪体一样具有免疫功能，但后来专门进化为容纳细菌内共生体。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可在论文及其支持信息文档中找到。