编辑推荐：
本文研究了腐食酪螨（Tyrophagus putrescentiae）感染沃尔巴克氏体（Wolbachia，wTPut）和卡氏菌（Cardinium，cTPut）时，欧文氏菌科共生菌（SLS）对宿主和细菌基因表达的影响。发现 SLS 显著影响 cTPut 表达，且二者通过螨免疫和调节途径相互作用，该研究为分析共生菌与宿主关系提供新模型。
### 研究背景
细胞内共生细菌如卡氏菌（
Cardinium）和沃尔巴克氏体（
Wolbachia）广泛存在于节肢动物生殖组织中，可操控宿主生殖。卡氏菌在部分螨类中被发现，其基因组包含重要营养合成途径，但宿主是否利用这些代谢产物尚不明确。同时，细胞内共生菌与肠道微生物组间的相互作用逐渐受到关注，已有研究表明卡氏菌可影响螨类微生物群落组成。
腐食酪螨是常见仓储害虫，也是重要过敏原来源。此前研究发现卡氏菌在不同腐食酪螨培养物中的基因表达存在差异，本研究旨在探究这种差异是源于卡氏菌基因组不同，还是受其他共生菌（如欧文氏菌科共生菌 SLS）的影响。
实验材料与方法
- 样本采集与处理：从不同来源采集腐食酪螨样本，在特定培养基中培养。实验选用 42 天龄培养物，对样本进行表面清洁和消毒处理，分别收集成虫 / 若虫、粪便和卵样本，用于后续分析。
- 实验方法：采用单螨 PCR 和 qPCR 检测 SLS；样本经处理后进行 Illumina HiSeq 2000 测序，对测序数据进行处理、组装和注释；通过多种软件和工具进行分子分类和系统发育分析；运用多种统计方法分析基因表达数据，构建相关性网络。
实验结果
- 卡氏菌基因组分析：从不同螨培养物中组装出两个卡氏菌（cTPut）基因组，与先前测序的 cTPut 基因组高度相似。差异主要源于插入序列（IS）或其候选元件，如转座酶片段。距离 - 基于冗余分析（dbRDA）显示，SLS 和沃尔巴克氏体（wTPut）的存在影响 cTPut 基因表达，使其样本聚类不同。
- 欧文氏菌科共生菌基因组和转录组分析：首次报道 SLS 基因组，确定其为新物种，与伊扎克氏菌属（Izhakiella）关系密切。SLS 存在于螨体和粪便中，但不在卵中，其基因表达在不同螨培养物中存在差异。
- 卡氏菌基因表达差异：SLS 的存在显著影响 cTPut 基因表达，cTPut 在 SLS 阳性样本中有 29 个上调基因和 48 个下调基因，包括多个转座酶相关基因。cTPut 基因表达受 SLS 影响大于反之。
- 宿主与共生菌基因表达相互作用：SLS 影响螨宿主 KEGG 基因表达，cTPut 与螨宿主基因表达存在相关性。在 SLS 阳性样本中，螨宿主基因表达多样性降低，cTPut 涉及更广泛基因相互作用。
- 相关性网络分析：构建卡氏菌、欧文氏菌科共生菌与螨宿主的相关性网络，发现三者通过免疫和调节通路相互作用，如溶酶体、泛素介导的蛋白水解、PI3K - Akt 和 cGMP - PKG 通路。
- 对螨代谢通路的影响：SLS 影响螨代谢通路基因表达，在 SLS 存在时，螨的糖酵解和柠檬酸循环表达降低，cTPut 对代谢通路的影响在 SLS 阳性样本中减弱。
讨论
- 卡氏菌基因组相似性：两个 cTPut 基因组间的差异主要由转座元件导致，这些元件可能影响基因组可塑性，但需进一步研究。
- SLS 的特性与作用：SLS 是新发现的共生菌，可能对螨具有特异性，且可能在螨肠道中发挥作用。其能合成多种物质，但对宿主的益处需进一步证实，同时其受农药影响的机制也有待研究。
- 共生菌间及与宿主的相互作用：卡氏菌通过宿主间接影响肠道菌群，SLS 可影响卡氏菌基因表达。在 SLS 阳性样本中，卡氏菌与螨宿主免疫和调节通路的相关性增强，但区分特定受影响的螨通路仍具挑战。卡氏菌和 SLS 共同感染可能抑制螨的代谢通路。
研究结论
本研究表明共生菌显著影响螨的代谢和生理，尤其是免疫和调节通路。卡氏菌对螨宿主的影响因肠道共生菌的存在与否而异。这些发现对人类健康具有重要意义，因为腐食酪螨是人类环境中的重要过敏原，共生菌间的相互作用影响螨的过敏原产生，为理解和管理过敏原相关问题提供了重要依据。
