紅脂大小蠹（Dendroctonusvalens）原產(chǎn)于北美，是我國(guó)重要的外來(lái)林業(yè)入侵害蟲(chóng),主要為害的寄主為廣泛生長(zhǎng)于我國(guó)的特有樹(shù)種油松等松樹(shù)。1999年在山西首次暴發(fā)成災(zāi)，然后迅速蔓延擴(kuò)散至河北、河南及北京周邊地區(qū)。目前，我國(guó)山西、河南、陜西、青海、河北、北京、內(nèi)蒙古自治區(qū)、遼寧均有分布。紅脂大小蠹的入侵，已導(dǎo)致近1000余萬(wàn)株健康樹(shù)木死亡。，

孫江華研究團(tuán)隊(duì)一直致力于紅脂大小蠹入侵機(jī)制的研究，以信息化合物介導(dǎo)的紅脂大小蠹-寄主油松-伴生真菌-共生細(xì)菌互作為切入點(diǎn)，闡明了紅脂大小蠹、本地種黑根小蠹、伴生真菌、伴生細(xì)菌和寄主的協(xié)同入侵機(jī)制，提出并驗(yàn)證了入侵種與本地種之間互惠的“化學(xué)信息調(diào)控”和與伴生菌“共生入侵”以及“返入侵” 3個(gè)假說(shuō)（New Phytol2010;Ecology 2011；Annu RevEcol Evo and Syst 2016），明析了信息流調(diào)控的入侵害蟲(chóng)-寄主植物-伴生真菌-細(xì)菌相互作用，構(gòu)建了昆植關(guān)系中的跨四界化學(xué)信息互作模型（Microbiome 2018）;闡明了細(xì)菌揮發(fā)物調(diào)控的多物種參與的蟲(chóng)菌共生關(guān)系的維持機(jī)制，揭示了調(diào)節(jié)紅脂大小蠹-伴生菌間共生關(guān)系碳源分配的化學(xué)信號(hào)分子與調(diào)控策略（ISME J 2017; ISME J 2020）。基于植物－害蟲(chóng)—共生微生物之間的化學(xué)通訊機(jī)理，分離鑒定了紅脂大小蠹的植物源和昆蟲(chóng)源聚集信息素和抗聚集信息素，集成了以信息素推/拉控制技術(shù)為核心的紅脂大小蠹監(jiān)測(cè)、檢疫、防控綜合技術(shù)體系并在發(fā)生區(qū)得到推廣應(yīng)用（Annu Rev Entomol 2013）。近日該研究團(tuán)隊(duì)在紅脂大小蠹入侵機(jī)制方面取得系列新進(jìn)展。

1、通過(guò)多組學(xué)分析與功能研究，揭示了紅脂大小蠹伴生微生物可以作為其體外降解系統(tǒng)幫助其降解寄主油松中具有拒食效應(yīng)的碳源D-松醇，協(xié)助紅脂大小蠹入侵與爆發(fā)成災(zāi)（圖1）。該研究成果從寄主適應(yīng)的角度進(jìn)一步闡釋了伴生微生物在紅脂大小蠹-伴生真菌L. procerum這一共生入侵復(fù)合體入侵成災(zāi)中的作用機(jī)制，豐富和完善了蟲(chóng)菌共生入侵理論。相關(guān)成果“Symbiotic microbes aid host adaptation by metabolizing a deterrent host pine carbohydrate D-pinitol in a beetle-fungus invasive complex”以河北大學(xué)為第一單位發(fā)表于Science Advances（IF₅= 16.8955，中科院1區(qū)TOP，DOI: 10.1126/sciadv.add5051），我校劉芳華副教授為第一作者，孫江華教授為通訊作者，康志偉副教授參與部分工作。

圖1伴生微生物介導(dǎo)的紅脂大小蠹入侵共生體對(duì)寄主不利碳源D-松醇的適應(yīng)策略

2、利用三代Pacbio測(cè)序+10x genomics、Hic輔助組裝，獲到紅脂大小蠹高質(zhì)量基因組（圖2）。該研究成果探討了入侵種紅脂大小蠹成功入侵的遺傳基礎(chǔ)及入侵?jǐn)U散路徑。相關(guān)成果“Chromosome-level genome assembly and population genomic analyses provide insights into adaptive evolution of the red turpentine beetle,Dendroctonusvalens”以河北大學(xué)為第一單位發(fā)表于BMC Biology（IF₅= 8.641，DOI: 10.1186/s12915-022-01388-y），我校劉柱東研究員為第一作者，孫江華教授為通訊作者。

圖2紅脂大小蠹基因組

3、通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)篩選了厭氧條件下腸道細(xì)菌轉(zhuǎn)換信息素的關(guān)鍵基因（醛脫氫酶ALDH1），并采用同源重組技術(shù)獲得突變體進(jìn)一步驗(yàn)證了該基因?yàn)槟c道細(xì)菌轉(zhuǎn)換紅脂大小蠹信息素的關(guān)鍵基因。相關(guān)成果“The effect of inactivation of aldehyde dehydrogenase on pheromone production by the gut bacteria of an invasive tree killer bark beetle,Dendroctonusvalens”以河北大學(xué)為第二單位發(fā)表于Insect Science（IF₅= 3.233，中科院1區(qū)TOP，DOI: 10.1111/1744-7917.13101），我校孫江華教授為通訊作者。

此外，該團(tuán)隊(duì)成員康志偉副教授作為第一作者，劉芳華副教授作為通訊作者，以河北大學(xué)為第一單位在Microbiology Spectrum（IF = 9.043，中科院1區(qū)TOP，DOI: 10.1128/ spectrum.04006-22）發(fā)表了環(huán)境和共生菌介導(dǎo)的豌豆蚜翅的非遺傳多型的論文；該團(tuán)隊(duì)成員忙定澤校聘研究員作為第一和通訊作者，以河北大學(xué)為第一單位在Insect Biochemistry and Molecular Biology（IF = 4.421, DOI: 10.1016/j.ibmb.2022.103858）發(fā)表了家蠶糖受體的論文。團(tuán)隊(duì)有關(guān)松材線蟲(chóng)微生物溯源/關(guān)鍵種分析的研究成果分別發(fā)表于Microbiology Spectrum（IF = 9.043,中科院1區(qū)TOP，DOI: 10.1128/spectrum.00783-22）和 Frontiers in Plant Science（IF= 6.627, DOI: 10.3389/fpls.2022.856841），孫江華教授作為通訊作者，河北大學(xué)為第一單位。

上述工作得到了國(guó)家自然基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，國(guó)家自然科學(xué)基金面上/青年項(xiàng)目，河北省創(chuàng)新群體等項(xiàng)目資助。

（生命科學(xué)學(xué)院、科學(xué)技術(shù)處供稿）