刘杏忠课题组在真菌与昆虫种间关系研究方面取得重要进展

      在生命进化的长河中，真菌与昆虫作为地球上两个最大的类群，彼此相互作用，形成了共生、寄生、捕食等复杂的互作关系。其中，互惠的共生关系使得真菌和昆虫双方能够更好地利用资源、适应环境和占领新的生境，例如植菌昆虫（如白蚁、切叶蚁及Euops属的卷叶象甲等）能够主动地培养真菌作为食物，是最古老的农业。而昆虫病原菌能够寄生昆虫、导致寄主昆虫死亡或丧失繁殖能力，冬虫夏草菌寄生蝙蝠蛾幼虫形成的冬虫夏草是典型的例子。
 
      最近，中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室刘杏忠课题组与北京毒理药理研究所化学生物学研究室车永胜课题组合作，在Euops属卷叶象甲Euops chinensis与其储菌器真菌Penicillium herquei的共生机制研究方面取得重要进展。研究结果已经于2月6日在生态学领域著名刊物The ISME Journal在线发表。研究人员通过野外录像及室内实验研究，明确了卷叶象甲Euops chinensis切叶、卷叶及接种储菌器真菌Penicillium herquei的全过程（图1）。同时，Penicillium herquei能够产生一种抗生素（+）-Scleroderolide来抑制真菌菌圃中杂菌的生长，为菌圃提供保护。该研究阐明了植菌昆虫共生真菌自身产生抗菌物质保护菌圃的新的化学生态机制，为植菌昆虫与其共生真菌研究体系充实了新的内容。博士生王琳与冯宇博士为共同第一作者，该项目得到了自然科学基金委面上项目的支持。
 
      刘杏忠课题组与山西大学张永杰副教授及加拿大McMaster大学徐建平教授合作，在冬虫夏草菌Ophiocordyceps sinensis与寄主昆虫蝙蝠蛾（Family Hepialidae, Order Lepidoptera, Class Insecta）的协同进化方面也取得了重要研究进展。研究结果发表在进化学著名刊物Molecular Ecology上。通过对包括中国、印度和尼泊尔在内的所有主要冬虫夏草分布区域进行样本采集并进行多基因分析，明确了冬虫夏草菌空间遗传结构及其寄主昆虫的协同进化关系（图2）。研究发现，冬虫夏草菌及其寄主昆虫约在900万～1000万年前起源于我国藏南和云南一带，在地理及寄主的双重驱动下，冬虫夏草菌经历了复杂的进化过程才形成了目前的分布格局。该研究为冬虫夏草的人工栽培及其可持续保护利用提供了理论依据。
 
论文链接：http://www.nature.com/ismej/journal/vaop/ncurrent/full/ismej2014263a.html 

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.12940/abstract;jsessionid=10192592E810A47EEC708258D8BC023F.f02t02

图1

图2