這種害蟲對水稻危害極大 最新研究發現它的災變機制線索

新京報訊（記者 張一川）稻飛虱是我國水稻種植區常見的三種害蟲褐飛虱、白背飛虱 和灰飛虱的通俗統稱。早年統計顯示，稻飛虱是對水稻糧食生產威脅最大的病蟲害之一。

11月25日，SCI收錄期刊《The ISME Journal》在線發表了南京農業大學植物保護學院洪曉月課題組的最新研究成果。研究發現，稻飛虱體內的共生細菌沃爾巴克氏體對稻飛虱的繁殖能力具有至關重要的影響。

「繁殖能力跟稻飛虱的危害程度呈正相關關係，」論文第一作者之一、南京農業大學植物保護學院副教授邴孝利說，「我們的研究對於解釋稻飛虱的災變機制有重要意義。」

2018年《期刊引證報告》記錄，《The ISME Journal》在164本生態學期刊中排名第5，在133本微生物學期刊中排名第10。

共生細菌影響稻飛虱繁殖能力

稻飛虱是水稻生產中的重要害蟲。全國農業技術推廣服務中心病蟲害測報處處長劉萬才等人對2006年至2015年農作物主要病蟲害發生危害情況的統計和分析發現，10年間稻飛虱造成的全國糧食生產平均損失中，防治挽回損失和實際造成損失分別為1190.44萬噸和119.35萬噸，占比35.66%和29.51%，為10年間5種（類）主要病蟲害危害損失之首。

稻飛虱的繁殖能力是造成巨大危害的一個重要因素。「以灰飛虱為例，正常環境條件下，從卵生長到成蟲只需25天，成蟲3至5天後即可產卵。」邴孝利介紹，繁殖能力對應著種群的基數，繁殖能力的高低決定著種群的競爭力，也就影響著稻飛虱的主要食物：水稻。此外，三種稻飛虱都可以傳播植物病毒，使水稻矮化或不結穗。

邴孝利等人的研究發現，共生細菌沃爾巴克氏體合成的維生素B7（生物素）和B2（核黃素）對於稻飛虱的繁殖能力至關重要。「在人工飼養的條件下，控制了這兩種維生素的用量後，最極端的數據是稻飛虱完全不能產卵了。」邴孝利表示，雖然尚不能定論兩種維生素是稻飛虱繁殖的必要條件，但可以說明它們對稻飛虱的繁殖能力有積極增益作用。

維生素B7和B2是關鍵物質

邴孝利介紹，稻飛虱以刺吸水稻等植物的汁液為生，而植物汁液中富含糖分，但缺少胺基酸、維生素等營養物質，其中部分營養物質稻飛虱本身無法合成。洪曉月課題組因而將目光投向了稻飛虱體內的共生菌——沃爾巴克氏體。

「如灰飛虱，在我們從全國採集的樣本中，幾乎100%檢測出了這一共生菌感染。」邴孝利說。

前期的生態學實驗發現，沃爾巴克氏體存在與否對於稻飛虱繁殖力這一指標有一定影響。課題組通過基因組分析發現，沃爾巴克氏體只能合成維生素B7和B2兩種營養物質。進一步的代謝分析和基因表達分析顯示，感染了共生菌的褐飛虱和灰飛虱樣本中檢測出更高含量的上述兩種維生素。之後，課題組在回補實驗中，用另一種方法降低了稻飛虱體內的兩種維生素含量，再進行補充，並觀測到了相應的繁殖水平變化。

由此形成了完整的證據鏈條，揭示了共生菌沃爾巴克氏體對於稻飛虱繁殖能力的影響。

研究提供的防治新思路和啟發

「目前要直接應用這一研究進行稻飛虱的防治還比較難，」邴孝利說，「但它提供了一種新的防治思路。如果我們能抑制掉稻飛虱體內的共生菌，就能降低它的種群規模。」

不僅如此，邴孝利認為人體內有可能也存在這種只能合成少量有機物質，但對人的生活、生存有巨大影響的微生物。

邴孝利表示，人類體內的微生物種群很豐富，各個微生物起到的作用也超出此前的想像，「它們都是與我們相伴很久，但不起眼的角色。有人覺得是老虎，我覺得可能也是朋友。」

新京報記者 張一川 編輯 唐崢

校對 柳寶慶