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我国科学家破解昆虫与微生物“攻防密码”
人民政协网7月27日电(记者 高志民)近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜虫害防控创新团队在昆虫与微生物互作机制研究中取得重要进展,系统阐明了丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号级联反应的双重调控功能,揭示其既是昆虫抵御微生物侵害的免疫“守门人”,也是病原微生物入侵突破防线的关键“攻击靶点”,构建起昆虫—微生物互作“攻防循环”全新理论框架。相关综述成果在线发表于国际权威期刊《欧洲微生物学会联合会微生物学综述》。

昆虫丝裂原活化蛋白激酶级联网络示意图
在自然界长期共进化过程中,昆虫与微生物形成相生相克、动态博弈的复杂关系。昆虫既是多种病原微生物的传播载体,也时刻面临病菌、真菌等微生物的侵染威胁。如何精准平衡自身免疫防御、维持机体稳态,同时抵御病原入侵,是昆虫生存的核心难题,也是农业害虫防控研究的关键突破口。
此次研究聚焦昆虫体内核心的MAPK信号通路,厘清了其鲜为人知的双重身份与调控逻辑。正常状态下,该信号通路全面参与昆虫免疫应答、组织稳态维持、生长代谢调控,能够快速识别、抵御、清除入侵的病原微生物,牢牢守住昆虫机体的免疫防线,发挥“守门人”的防御功能,保障昆虫正常生存发育。
但博弈是双向的。病原微生物在长期进化中形成精准的入侵策略,会主动靶向、干扰甚至劫持昆虫MAPK信号通路,通过破坏免疫调控网络、扰乱机体稳态,突破昆虫防御屏障、完成侵染定植。这也让本是昆虫“保护伞”的信号通路,反过来成为病原微生物精准攻破防线的“攻击靶点”。
基于大量最新研究成果梳理总结,科研团队首次系统提出昆虫—微生物互作的“攻防循环”控制系统理论框架,清晰解析MAPK信号网络在免疫防御、病原逃逸、侵染致病全过程中的动态调控机制,厘清了昆虫抵御微生物、微生物反制宿主的核心博弈机理,为阐释害虫病原传播规律、解析昆虫抗性形成机制提供了全新理论支撑。
该成果不仅完善了昆虫免疫与微生物互作基础理论,更具有重要的产业应用价值。MAPK信号通路作为昆虫攻防的核心枢纽,是极具潜力的绿色、精准害虫防控靶点,为后续研发新型靶向控虫技术、打破传统防控瓶颈、实现农业害虫绿色高效治理开辟了新思路。
据了解,该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的鼎力支持。
编辑:马嘉悦

