2023年4月17日，我院梁沛教授团队在生物学知名期刊BMC Biology上发表题为“The gut symbiont Sphingomonas mediates imidacloprid resistance in the important agricultural insect pest Aphis gossypii Glover”的研究性论文。该研究发现棉蚜的肠道共生菌鞘氨醇单胞菌在吡虫啉抗性品系中大量增殖，进一步研究发现，鞘氨醇单胞菌通过高效代谢吡虫啉，进而参与棉蚜对吡虫啉的抗性。

棉蚜是一种世界性分布的重要害虫。长期以来，化学防治一直是防治棉蚜的主要手段，造成棉蚜对多种不同类型的杀虫剂产生不同程度的抗性。近年来，昆虫共生菌介导的宿主对杀虫剂的抗性，引起了全世界的广泛关注。研究表明，昆虫共生菌可通过直接对有毒物质进行代谢或间接介导宿主的解毒酶或相关基因的表达，进而影响昆虫的解毒代谢功能。

图1 吡虫啉抗性与敏感品系棉蚜肠道群落的差异。

该研究通过16S扩增子测序发现，吡虫啉抗性品系棉蚜肠道中的鞘氨醇单胞菌的丰度显著高于敏感品系。进一步研究发现，去除吡虫啉抗性品系棉蚜肠道中的鞘氨醇单胞菌可导致棉蚜对吡虫啉的敏感性增加，对吡虫啉敏感品系棉蚜增补鞘氨醇单胞菌显著降低其对吡虫啉的敏感性。

图2 去除或增补鞘氨醇单胞菌后棉蚜肠道群落的变化。

通过高效液相色谱质谱联用分析证明，棉蚜肠道中分离的鞘氨醇单胞菌通过羟基化和硝基还原途径，实现对吡虫啉的高效代谢。以上结果说明，鞘氨醇单胞菌通过在吡虫啉抗性品系中的大量增殖，以实现对吡虫啉的高效降解，进而提高棉蚜对吡虫啉的抗性。该研究结果为从共生微生物角度制定害虫防治策略提供新思路。

图3 鞘氨醇单胞菌代谢吡虫啉的能力与途径的鉴定。

我院的梁沛教授为本论文的通讯作者，博士后吕楠楠为第一作者，高希武教授和张雷副教授也参与了论文的工作。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFD1400901）的支持。

全文链接：https://doi.org/10.1186/s12915-023-01586-2