侧向基因转移能够使甲虫对抗拮抗真菌的化学保护

像所有其他生物一样，动物面临着抵御敌人的挑战。使用化学武器可以成为保持活力的有效策略。许多海洋和陆地动物不是自己接管这项任务，而是与能够提供这种保护的微生物共生体联系在一起。由约翰内斯古腾堡大学美因茨(JGU)和耶拿莱布尼兹天然产物研究与感染生物学研究所的科学家领导的国际研究团队发现，与拉格里亚甲虫相关的细菌可以产生与被子中发现的非常相似的抗真菌物质。生活在海洋环境中。研究人员透露，这种共性很可能是通过不相关微生物之间的基因转移来解释的。

Lagria villosa甲虫，一种从非洲引入南美洲的物种，现在是巴西的一种农业害虫，带有伯克霍尔德氏菌(Burkholderia gladioli)细菌，这种细菌以前曾被证明可以保护昆虫卵免受真菌的侵害。单个甲虫不仅携带一种，而且携带几种密切相关的B. gladioli细菌菌株，它们具有不同的产生防御物质的能力。

在自然条件下，其中一种菌株在甲虫中尤其占优势。然而，这对于研究具有挑战性，因为如果与昆虫宿主分离则不愿生长。此外，该菌株中的基因组或一整套遗传物质已经缩小。“基因组减少经常发生在长期与宿主密切相关的细菌中。然而，在同一种昆虫中存在与这种不同基因组大小密切相关的细菌是出乎意料的，并表明它们与甲虫的关系是不同，“美因茨大学有机与分子进化研究所(iOME)的LauraFlórez博士说，他是该研究的第一作者。该出版物的高级作者之一Martin Kaltenpoth教授补充说：“对于昆虫来说，

由显性菌株B. gladioli Lv-StB产生的新生物活性物质的发现对研究团队特别有意义。在将28,000个甲虫卵用于化学分析后，耶拿的Kirstin Scherlach博士和Christian Hertweck教授发现了一种特别有趣的共生体化合物，可以阻止真菌生长。在共生体甲虫寄主拉格里亚之后，科学家将这种新化合物命名为lagriamide。“引人注目的是，拉格丽酰胺非常类似于之前在海洋环境中发现的物质，可能是由被囊螨的微生物共生体产生的，”Scherlach说。如何解释这种不同生境和生物的这种显着相似性?

通过分析L. villosa甲虫微生物群落中的基因库，Jason Kwan和他在美国麦迪逊威斯康星大学的团队确定了在主要甲虫共生体的基因组中负责产生lagriamide的基因。他们还发现了一个令人兴奋的线索：这些基因位于所谓的基因组岛中，即可能从外部来源插入共生体染色体的区域。

跳跃基因是细菌和其他生物中的已知现象。然而，这是少数几个直接证据表明这种遗传物质的转移是共生体的防御潜力的例子之一。特别令人兴奋的是，共生和获取外来遗传物质可以成为跨越栖息地的动物防御的多种创新手段。这些发现还强调了防御共生体对于发现具有可能用于人类的抗微生物特性的化合物的价值。

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