昆虫及其有益微生物

Insects and Their Beneficial Microbes

作者：Angela E. Douglas

出版：PRINCETON UNIVERSITY Press

索书号：Q93/D733c/2022/Y

ISBN: 978-0-691-19240-6

藏书地点：武大外教中心

数亿年前，微生物和植物可能通过水平基因转移将基因传递给了昆虫，从而给昆虫带来了进化优势。 浙江大学与美国范德堡大学科学家合作发现，蝴蝶、飞蛾等218种昆虫的1400多个基因来自细菌、病毒、真菌和植物。昆虫的种类丰富多样，其体内栖息着大量的微生物。这些微生物与宿主昆虫在长期协同进化过程中形成了相互依存的共生关系。共生菌在昆虫的营养、代谢、免疫和生殖等诸多生理功能上发挥着重要作用，因此，昆虫共生菌是昆虫个体的重要组成部分，全面了解昆虫生命活动必须兼顾昆虫共生菌的作用和影响。同时，昆虫共生菌在开发害虫新型生物防治、废弃物生物降解和虫媒传染病的阻断控制手段中具有重要的应用前景。因此，学习相关的内容十分必要，这本书就是一个很好的选择。

昆虫和它们的有益微生物是一个权威的和容易理解的合成昆虫与有益微生物的关联。安吉拉·道格拉斯提炼了昆虫学和微生物学方面的大量文献，以及新兴的微生物组文献，探索昆虫-微生物相互作用的全部范围及其在农业和医学中的应用。昆虫与微生物之间的互利共生关系是自然界中一种常见的互作形式。昆虫的种类丰富多样并且在自然界中分布广泛，在一定程度上得益于共生微生物的帮助。随着生物技术的不断发展，越来越多的共生微生物和互利共生模式得以发现并深入研究。微生物不仅能够为昆虫的生长发育提供营养，还能合成很多生物活性物质、调节宿主的免疫、对抗捕食者和抵御病原微生物感染，成为宿主昆虫健康和适应的守护者。鉴于共生微生物与昆虫生理生态的密切联系，以及昆虫对人类经济与健康的重要影响，利用共生微生物对昆虫及虫媒病进行生物控制已经成为一个热点研究方向，并展现了良好的应用前景。

道格拉斯研究昆虫如何获得和支持它们的微生物伙伴，并研究微生物如何为昆虫提供营养，防御天敌，以及天然化感化学物质和化学杀虫剂的解毒。她分析了如何利用有益微生物来解决害虫管理中的现实问题，包括抑制蚊子和其他昆虫传播病毒和微生物致病因子的策略。她还讨论了利用昆虫作为生物医学模型来有效治疗一系列慢性人类疾病的微生物疗法，并考虑了昆虫-微生物相互作用的知识如何促进有益昆虫的健康，特别是在环境污染物和气候变化的背景下。

并不是所有感染昆虫和其他动物的微生物都是病原体。一个多世纪以来积累的证据表明，健康的昆虫携带微生物，许多昆虫物种需要它们的微生物伙伴才能持续生长和繁殖。在上个世纪的大部分时间里，昆虫学家认识到两件事:这些联系在控制害虫方面具有很大的潜力;而且它们在很大程度上难以研究，因为大多数微生物伴侣无法培养。昆虫-病原体相互作用的研究是昆虫学和微生物学的主流学科，而与昆虫相关的有益微生物的研究是一个边缘话题，研究人员相对较少。

在本世纪初，一切都改变了。新的测序和显微技术使鉴定微生物和研究其功能特性成为可能，而无需培养。微生物学这门学科进行了转型，创立了微生物组学这门新学科。微生物组研究的一个主要目标是生物医学，开发改善和治愈慢性人类疾病的微生物疗法。然而，许多新技术很容易适用于昆虫，重塑了我们研究昆虫与其常驻微生物群落相互作用的能力。这反过来又创造了新的机会，利用这些昆虫-微生物关联制定管理害虫和疾病媒介的新策略，并利用昆虫作为人类微生物组研究的模型。我们在基础发现和公共利益应用方面拥有无与伦比的空间。

在过去的十年里，对昆虫与有益微生物的关系的研究迅速扩大，这是令人兴奋的，甚至可能是压倒性的。原始文献已经膨胀，每个月都有更多关于个人协会或特定协会的小型评论、观点和意见。

《昆虫及其有益微生物》一书为日益发展的昆虫微生物相互作用学科提供了一个急需的概念框架，并从分子、生理、生态和进化的角度为昆虫共生提供了丰富的见解。昆虫学家认识到生物医学微生物组文献是重要的，但往往很难遵循它，而许多微生物学家和生物医学微生物组研究人员发现许多昆虫学文献不透明。在与同事和学生的多次交谈中，作者开始理解一本关于昆虫和有益微生物之间关系的书可以帮助解决这些困难。

本书的具体目的是提供昆虫与有益微生物相互作用领域的基本概念和关键研究的框架，并探索如何将最新进展应用于害虫管理和生物医学。我的目标是介绍这一领域的基础知识，以帮助同事和学生进行研究、教学和学习。我假设读者在生命科学方面有大学水平的教育。

这本书的重点是昆虫和他们的细菌，古细菌和真核微生物。当我开始这个项目时，我给自己设定了这些分类限制作为“规则”，尽管有很多诱惑，我并没有偏离，以确保我的主题材料的一致性。毕竟，并不是所有的规则都可以被打破。这本书不考虑非昆虫节肢动物，如蜱虫，千足虫和蜈蚣，或甲壳类动物。同样，它也不涉及昆虫与动物内共生体(如线虫)或有益病毒(如多核酸病毒)的相互作用。这些不同的系统以不同而迷人的方式阐明了我们对共生系统的理解;但如果作者把它们都写进去，这本书很快就会失去重点。因此，本书的重点十分鲜明。

昆虫-微生物的研究相互作用对我们对共生的理解产生了重大影响。在在这本书中，安吉拉·道格拉斯将这一领域的历史与微生物与昆虫之间众多多样的相互作用的最新综合结合在一起，并为这一领域的发展绘制了路线图。这对那些刚接触昆虫-微生物相互作用的人以及希望扩大知识的专家来说是一个重要的贡献。

作者凭借其广阔的视野，扎实的学术研究，和前瞻性的方法，昆虫和它们的有益微生物重要研究内容被作者呈现出来。研究生和研究生研究人员都将从这本书中受益，不仅可以了解到相关概念，还能对后续的实验内容和框架的建立有所帮助。

本书目录：

前言

1导论:昆虫及其共生微生物的多样性

1.1合作伙伴命名

1.2微生物的昆虫栖息地

1.3昆虫与有益微生物的关系

1.4本书的结构

2昆虫-微生物关系的多样性

2.1外共生

2,2肠道共生

2.3 内共生

2.4瓢虫的背部器官

2.5总结

3昆虫如何获取和控制它们的共生微生物

3.1昆虫获得的环境微生物

3.2从其他昆虫获得的微生物

3.3垂直传播率高的微生物的水平传播途径

3.4昆虫体内内共生体的定位和丰度昆虫肠道微生物群组成的

3.5决定因素

3.6宿主发育过程中的微生物种群

3.7总结

4微生物服务

4.1昆虫饲料中复杂生物聚合物的微生物降解

4.2微生物对昆虫氮营养的贡献

4.3 B族维生素供给

4.4固醇供应

4.5微生物防护天敌

4.6微生物对膳食毒素和杀虫化学品的解毒作用

4.7微生物和昆虫行为

4.8微生物和昆虫对非生物条件的耐受性

4.9总结

5利用微生物共生体管理害虫和疾病媒介

5.1原生微生物

5.2异源微生物

5.3工程微生物

5.4靶向需要微生物共生体及其与昆虫宿主的相互作用

5.5前景

5.6总结

6昆虫微生物组作为生物医学模型

6.1昆虫模型系统

6.2肠道微生物群与果蝇肠道之间的界面

6.3肠道菌群与免疫功能

6.4肠道微生物群与代谢健康

6.5肠道微生物群、神经系统功能和行为

6.6总结

7昆虫-微生物关联研究的重点

7.1重振昆虫-微生物关联的微生物学

7.2昆虫与微生物的相互作用方式

7.3管理微生物群落，促进昆虫健康

7.4结束语

参考文献

主题索引

胡萌欣  武大生科院 博士研究生