根據(jù)康奈爾大學(xué)在Current Biology上發(fā)表的一項(xiàng)新研究，豌豆蚜蟲(chóng)是一種嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，能夠在植物葉子上觀察和避免常見(jiàn)的蚜蟲(chóng)殺滅細(xì)菌。

豌豆蚜蟲(chóng)缺乏免疫反應(yīng)基因，使它們極易受感染。在實(shí)驗(yàn)室中，感染了有毒細(xì)菌菌株的豌豆蚜蟲(chóng)全部死亡。他們通過(guò)大量繁殖彌補(bǔ)了他們的免疫缺陷，但仍然可以高速死于細(xì)菌感染。

事實(shí)證明，細(xì)菌(丁香假單胞菌)和假單胞菌屬的所有成員都含有稱為pyoverdine的化合物，這種化合物與鐵結(jié)合，但在太陽(yáng)光中存在的紫外(UV)光波長(zhǎng)下也會(huì)發(fā)出熒光。此外，豌豆蚜蟲(chóng)可以區(qū)分丁香假單胞菌毒力株發(fā)出的獨(dú)特的藍(lán)綠色光。

這些發(fā)現(xiàn)對(duì)害蟲(chóng)控制有影響。例如，有機(jī)農(nóng)民可以在葉子上傳播pyoverdine或毒性丁香假單胞菌以防止豌豆蚜蟲(chóng)，但需要更多的研究來(lái)測(cè)試這些策略的有效性。

“蚜蟲(chóng)是植物病害的傳播媒介 - 它們傳播病毒性疾病 - 這是它們的主要經(jīng)濟(jì)影響之一，”康奈爾大學(xué)微生物學(xué)助理教授，該論文的主要作者之一Tory Hendry說(shuō)。“防止蚜蟲(chóng)開(kāi)始接種植物可能會(huì)對(duì)病毒傳播產(chǎn)生重大影響。”

在研究細(xì)菌對(duì)蚜蟲(chóng)的影響時(shí)，亨德利和她的同事注意到，蚜蟲(chóng)很少會(huì)吃含有毒力的丁香假單胞菌的人工汁液。更多的測(cè)試表明，當(dāng)給予食物選擇時(shí)，蚜蟲(chóng)一直避免在有毒的丁香假單胞菌進(jìn)食時(shí)進(jìn)食。食物。

使用蠶豆葉，其中有兩個(gè)由莖分開(kāi)的小葉，研究人員繪制了一個(gè)小葉，其中一個(gè)溶液與細(xì)菌混合，另一個(gè)小葉沒(méi)有細(xì)菌，作為對(duì)照。他們測(cè)試了不同的細(xì)菌菌株，一些是良性的，另一些是有毒的。

當(dāng)豌豆蚜蟲(chóng)在植物的基部釋放時(shí)，它們更喜歡對(duì)照葉片并避免葉片中含有一些細(xì)菌菌株。“它與毒力相關(guān);它們避免了毒性更強(qiáng)的菌株，而不是較小的毒株，”亨德利說(shuō)。

先前對(duì)蚜蟲(chóng)的研究表明，它們表現(xiàn)出顏色偏好，之前的研究表明，假單胞菌屬中的細(xì)菌種類發(fā)出熒光。“這讓我覺(jué)得可能視力很重要，我們可以在黑暗中進(jìn)行檢測(cè)并實(shí)際進(jìn)行，”亨德利說(shuō)。

該團(tuán)隊(duì)在紫外線阻隔塑料下進(jìn)行了類似的測(cè)試，蚜蟲(chóng)正常地喂食所有葉子，包括致命細(xì)菌。在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用了一種突變形式的毒力丁香假單胞菌，它不會(huì)產(chǎn)生熒光化合物pyoverdine。豌豆蚜蟲(chóng)從充滿細(xì)菌的葉子中吃掉，然后死去。更多的實(shí)驗(yàn)，使用不同的設(shè)計(jì)來(lái)測(cè)試蚜蟲(chóng)是否避免了發(fā)熒光致命的細(xì)菌，所有這些都一致地顯示出相同的結(jié)果。

共同主要作者Russell Ligon是康奈爾鳥(niǎo)類學(xué)實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員，他研究感官生態(tài)學(xué)和視覺(jué)模型，在其上留下了丁香假單胞菌的葉子并測(cè)量了反射它們的光線以確定它們發(fā)出的顏色。他的調(diào)查顯示豌豆蚜蟲(chóng)避免的毒性細(xì)菌菌株比其他更良性的菌株更加藍(lán)色，在蚜蟲(chóng)應(yīng)根據(jù)其藍(lán)色，綠色和紫外光學(xué)錐體看到的范圍內(nèi)。

“蚜蟲(chóng)最好檢測(cè)的顏色實(shí)際上與[毒性]細(xì)菌產(chǎn)生的熒光顏色完全匹配，”亨德利說(shuō)。“有些東西可以看到一般的細(xì)菌，這真是太瘋狂了。蚜蟲(chóng)不被認(rèn)為是視覺(jué)敏銳的;它們看起來(lái)并不那么明亮。這是他們非常適應(yīng)的東西。”

未來(lái)的研究將探討細(xì)菌或pyoverdine本身是否阻止蚜蟲(chóng)沉淀在植物上。他們還計(jì)劃通過(guò)觀察不同的蚜蟲(chóng)物種以及它們?nèi)绾闻c毒性丁香假單胞菌相互作用來(lái)研究這種性狀的進(jìn)化。共同作者包括Rach??el Fay，他是亨德利實(shí)驗(yàn)室的前學(xué)生，通過(guò)植物病理學(xué)和植物微生物學(xué)，通過(guò)植物病理學(xué)和植物微生物學(xué)的微生物朋友和敵人研究經(jīng)驗(yàn)計(jì)劃，同時(shí)她還是紐約州立大學(xué)波茨坦分校的本科生。Kevin Besler，亨德利實(shí)驗(yàn)室的前實(shí)驗(yàn)室技術(shù)專家;和Melanie Smee，博士后研究助理。