肠道菌调控葡萄糖转运影响红脂大小蠹生长发育机制研究

肠道微生物广泛参与到宿主动物的生命活动中，对宿主营养物质代谢具有重要调节作用。红脂大小蠹是重要的森林入侵害虫，共生微生物在其成功入侵过程中具有重要作用。由于红脂大小蠹取食部位-油松韧皮部营养匮乏，红脂大小蠹与共生微生物间的营养代谢成为影响维持该共生互作的关键因素。我们前期研究结果发现，油松韧皮部中含有的葡萄糖有利于红脂大小蠹的生长发育，但肠道菌去除的红脂大小蠹不能正常代谢利用葡萄糖。在此基础上，本研究发现无菌红脂大小蠹的生长发育受到显著的抑制，肠道菌对于红脂大小蠹的正常生长发育具有重要作用。通过多组学分析结合生物测定，结果表明肠道菌可通过诱导低氧环境与分泌核黄素激活低氧诱导因子Hif-1α调控葡萄糖转运影响红脂大小蠹幼虫的生长发育。利用EMSA、酵母单杂和双荧光素酶报告系统进行功能研究，结果表明Hif-1α通过直接调控葡萄糖转运蛋白ST10 和ST27 的表达，调控了肠道中葡萄糖转运过程而影响了红脂大小蠹对葡萄糖的利用。本研究结果揭示了肠道菌调控葡萄糖代谢影响红脂大小蠹生长发育的分子机制，研究成果有望进一步揭示红脂大小蠹与其共生微生物共生互作的维持机制，也对其它昆虫与肠道微生物互作研究具有一定的借鉴意义。