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    江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所水稻蟲害防控研究團(tuán)隊(duì)在《PNAS》發(fā)表最新研究成果

    放大字體  縮小字體 時(shí)間:2023-02-02 10:16 來源:江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 原文:
    核心提示:1月23日,江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所水稻蟲害防控研究團(tuán)隊(duì)的合作研究成果在國際著名學(xué)術(shù)期刊Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 在線發(fā)表,論文題為“The microbiome stabilizes circadian rhythms in the gut” (共生菌穩(wěn)定昆蟲腸道生物鐘節(jié)律)。
      1月23日,江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所水稻蟲害防控研究團(tuán)隊(duì)的合作研究成果在國際著名學(xué)術(shù)期刊Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 在線發(fā)表,論文題為“The microbiome stabilizes circadian rhythms in the gut” (共生菌穩(wěn)定昆蟲腸道生物鐘節(jié)律)。團(tuán)隊(duì)首席專家方繼朝研究員和美國賓夕法尼亞大學(xué)Amita Sehgal教授為論文共同通訊作者,團(tuán)隊(duì)骨干張?jiān)铝裂芯繂T為第一作者。
     
      相對(duì)穩(wěn)態(tài)的生物鐘節(jié)律對(duì)生物體的發(fā)育、健康等至關(guān)重要。生物體為適應(yīng)地球自轉(zhuǎn)帶來的24h光照和溫度變化,進(jìn)化了以時(shí)鐘基因?yàn)楹诵恼{(diào)控元件的生物鐘響應(yīng)機(jī)制。歸根結(jié)底,各種疾病的產(chǎn)生都源于生物鐘節(jié)律短期或長(zhǎng)期失衡。對(duì)生物鐘節(jié)律分子機(jī)制的研究,獲得2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。而腸道共生菌對(duì)宿主生物的營(yíng)養(yǎng)、免疫及神經(jīng)發(fā)育等也有重要作用。但迄今為止,共生菌是否對(duì)宿主生物鐘節(jié)律產(chǎn)生影響還不清楚。
     
      該研究利用16s-rRNA和RNA-Seq分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)宿主昆蟲缺失內(nèi)在生物鐘節(jié)律(時(shí)鐘基因突變)時(shí),為更好地應(yīng)對(duì)限食等外界節(jié)律改變,宿主需要啟動(dòng)部分保守的腸道共生菌震蕩節(jié)律來彌補(bǔ)生物鐘功能的缺失,即昆蟲的時(shí)鐘基因干擾其腸道共生菌節(jié)律;而另一方面,腸道共生菌顯著改變宿主昆蟲腸道基因表達(dá)節(jié)律。缺失腸道共生菌這道屏障,則宿主昆蟲的生物鐘節(jié)律更易于震蕩(震蕩基因數(shù)量和震幅顯著增加,但相位不變)。通過人為的時(shí)差改變,我們發(fā)現(xiàn)有共生菌的腸道竟能與中速神經(jīng)生物鐘節(jié)律同步,并且腸道共生菌在生物鐘節(jié)律轉(zhuǎn)換中起到重要的緩沖作用。
     
      機(jī)制分析發(fā)現(xiàn),腸道共生菌主要通過調(diào)控核心時(shí)鐘基因(無菌腸道核心時(shí)鐘基因Per、Tim等震幅顯著增高)、關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子及組氨酸乙酰化節(jié)律來實(shí)現(xiàn)這一過程。
     
      該研究成果為豐富害蟲防治策略、開拓綠色防控技術(shù)及更好地利用共生菌,提供了重要依據(jù)。
     
      該研究得到我院雙向博士后項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和國家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目的支持。
     
      論文鏈接:www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2217532120
    日期:2023-02-02
     
     地區(qū): 江蘇 中國
     行業(yè): 糧油
     標(biāo)簽: 生物 昆蟲 水稻
     科普: 生物 昆蟲 水稻
     
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