昆虫-微生物互作中的表观遗传调控机制：从基础研究到生物防治应用

这篇综述系统阐述了表观遗传机制（DNA甲基化/DNA methylation、组蛋白修饰/histone modifications、非编码RNA/ncRNAs）如何精细调控昆虫免疫与微生物致病性的分子互作网络。文章创新性地提出跨界RNA干扰（cross-kingdom RNAi）和细胞外囊泡（EVs）介导的sRNA递送机制，为开发基于表观遗传调控的害虫生物防治和虫媒病防控策略提供了理论支撑。

　　

DNA甲基化在昆虫-微生物互作中的作用

昆虫基因组DNA甲基化主要由5-甲基胞嘧啶（5mC）构成，通过DNA甲基转移酶（DNMTs）和TET双加氧酶动态调控。研究发现，家蚕（Bombyx mori）感染病毒后呈现组织特异性甲基化模式改变，抑制DNMT活性可增强宿主凋亡并抑制病毒增殖。细菌感染则诱导棉铃虫（Helicoverpa armigera）和柞蚕（Antheraea pernyi）DNMTs上调，而甲基化抑制剂5-氮杂胞苷能提升抗菌肽（AMPs）表达并改善宿主存活率。有趣的是，真菌病原体如绿僵菌（Metarhizium robertsii）通过Dim-2介导的DNA甲基化调控毒力因子（如杀虫代谢物杆孢菌素）的表达，揭示微生物表观遗传调控的进化保守性。

组蛋白修饰的双向调控网络

组蛋白乙酰化（HATs/HDACs）和甲基化（H3K4me3/H3K9me等）构成"组蛋白密码"调控染色质开放状态。埃及伊蚊（Aedes aegypti）感染寨卡病毒（ZIKV）时，组蛋白乙酰转移酶CBP通过H3K27ac修饰激活抗菌肽基因。相反，真菌病原体通过抑制宿主HDACs延缓昆虫变态发育。在病原真菌侧，绿僵菌ASH1通过H3K36me2激活过氧化物酶体基因pex₁₆调控穿透压生成，而Dim5介导的H3K9me抑制角质降解酶表达，揭示形态转换与致病力的表观遗传开关机制。

小RNA的跨界对话

昆虫miRNAs（如家蚕bmo-miR-278-3p）通过沉默病毒NS5蛋白或宿主IBP₂基因双向调控免疫应答。白僵菌（Beauveria bassiana）分泌的bba-milR1通过劫持蚊虫Ago1蛋白抑制Toll通路配体Spz₄表达，而宿主miR-100则通过细胞外囊泡（EVs）反向抑制真菌毒力基因。在病毒互作中，西尼罗病毒编码的KUN-miR-1通过上调蚊虫GATA4促进复制，展示出RNAi军备竞赛的进化策略。

未来展望

该领域尚待解析微生物效应蛋白与表观遗传机器的互作机制，以及lncRNAs/circRNAs等新型调控因子的功能。利用CRISPR-Cas9编辑表观遗传酶基因和工程化EVs递送系统，将为开发"表观遗传杀虫剂"提供全新思路。通过整合多组学数据解析DNA甲基化-组蛋白修饰-sRNA的协同调控网络，有望建立昆虫-微生物互作的表观遗传图谱。