仙甲虫追踪其真菌共生体的气味以寻找宿主树

黄豆甲虫Xylosandrus germanus它也被称为黑茎螟虫，大约在20世纪初由人类偶然从其原产地东亚引入北美和欧洲。x germanus是所谓的特别美味的食物甲虫这意味着它自己种植食物:一种特殊的真菌共生体，它“播种”并在它在木材中挖掘的通道中照料。它是一种破坏性的入侵害虫，已知会攻击51科阔叶树和针叶树的200多种物种。虽然它更喜欢在枯木上定居，但它也会感染并最终杀死虚弱或压力大的树木。

一种被证实的监测甚至控制害虫的方法是劫持它们的通信系统，并操纵它，使它们陷入灭亡。我们知道，黄豆甲虫的雌性会聚集在单独的树上，这表明它们会使用化学信号找到彼此，找出合适的树木。现在，科学家们已经破解了这个化学密码。研究结果发表在微生物学前沿．

“在这里，我们证明了仙桃甲虫在树宿主殖民期间不会产生自己的信息素，而是使用它们自己的真菌共生体的挥发性化合物进行聚集集体并可能杀死树木，”该研究的资深作者、德国弗莱堡大学林业研究所教授彼得·比德曼博士说。

首次发现仙甲虫体内聚集信息素的证据

该研究的第一作者、意大利卡塔尼亚大学农业、食品和环境系的博士生安东尼奥·古格里佐补充说:“这是第一个证据，证明在香甲虫的Xyleborini部落中存在聚集信息素。”

像所有的仙甲虫一样，x germanus雌性在头部特殊的口袋里携带真菌共生体。作者在这里使用分子方法培养和鉴定两种最常见的共生体为Ambrosiella grosmanniae这很可能是甲虫的主要食物来源，也是一种未知物种枝顶孢属．2020年，研究人员发现了交配分散的现象x germanus在弗莱堡附近的雌性，并允许它们在基于山毛榉木屑的人工介质中挖掘画廊，种植这两种真菌，并抚养它们的后代。

然后他们用这些真菌作为诱饵，在一种叫做静止空气的设备中进行两项选择实验嗅觉测量器．在这里,x germanus雌性被放置在一个有两个死胡同的竞技场中，例如，其中一个包含两种共生体的分离物答:grosmanniae和枝顶孢属另一种是一种不相关的真菌的分离物，预计对甲虫没有吸引力-这里是一种没有特征的真菌枝孢属物种。甲虫的偏好取决于它们对微生物挥发性真菌释放的有机化合物(MVOCs)

在这个实验的另一个变种中，之前感染了不同真菌的健康山毛榉树枝被提供给甲虫作为选择。

甲虫喜欢共生体的气味和定居的树枝

结果表明，甲虫最容易被吸引答:grosmanniaeMVOCs和最少枝孢属MVOCs，和更多的分支机构已经殖民答:grosmanniae而不是非殖民的分支。作者总结道x germanus将两种共生菌株释放的MVOCs作为“同义词”——一种对发射器和接收器都有利的化学信号。

“占据的树枝可能会向甲虫发出适合它们所依赖的食物真菌的基质的信号。这种适应性可能是一种微妙的平衡:树木需要特定的要求才能让甲虫成功地种植真菌，”Biedermann说。

“但这并不是一个绝对的要求:如果一个女性找不到任何同种物，或检测不到任何MVOCs，她仍然可以独立地在一个新的树枝上定居。”

有希望的生物控制途径

这些结果立即提示了一种创新和选择性捕捉甲虫的新方法。

Biedermann说:“现在我们知道真菌会产生有吸引力的挥发物，我们可能会在这些化合物的基础上开发出新的甲虫诱捕诱饵。”

Gugliuzzo说:“此外，使用特定的挥发性化合物进行诱捕可以有助于开发针对特定仙甲虫物种的创新和选择性诱捕方法，从而最大限度地减少生活在同一环境中的非目标节肢动物的捕捞量。”

参考:Gugliuzzo A, Kreuzwieser J, Ranger CM, Tropea Garzia G, Biondi A, Biedermann PHW。真菌品种挥发物作为真菌农业甲虫德国木香的宿主选择线索。前面Microbiol．2023; 14。doi:10.3389 / fmicb.2023.1151078

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