环境获得性肠道共生菌对豆蝽(Riptortus pedestris)雌成虫适合度及行为的影响机制研究

本研究揭示了Caballeronia insecticola共生菌对豆蝽(Riptortus pedestris)雌成虫的多维度影响：虽降低存活率（60天后存活率56.7% vs 无共生组86.7%），但显著提升繁殖力（2倍产卵量）、越冬存活率及运动能力（飞行距离提升138倍），并增强对有机磷杀虫剂fenitrothion的抗性（LC50从72.4ppm升至92.4ppm），为理解昆虫-微生物共生进化提供新视角。

　　

【Highlight】

环境获得性肠道共生菌通过"代价-收益"平衡塑造豆蝽雌成虫生态适应性：短寿换高产卵量，越冬存活率提升，运动能力（飞行距离达1.3km/4h）和杀虫剂抗性（fenitrothion LC₅₀↑27.6%）双重增强，揭示共生关系驱动宿主种群扩张的复合机制。

【Section snippets】

▌实验体系构建

豆蝽种群采集自韩国城南市（37.272°N），实验室条件下建立无菌（apo-symbiotic）与定植Caballeronia insecticola的共生组，采用大豆饲喂体系，通过16S rRNA测序（V3-V4区）确认共生菌定植成功率>98%。

▌生存与繁殖权衡

共生组呈现典型"高繁殖-低存活"策略：60日龄时存活率暴跌30%（P<0.01），但单雌日均产卵量达无共生组2倍。越冬实验中，共生组存活率显著高于对照组（P<0.05），暗示共生菌可能通过代谢重编程增强低温耐受。

▌行为表型突破

• 摄食效率：共生个体单次取食大豆量提升40%

• 运动能力：步行速度增加1.8倍，4小时持续飞行距离达1.3km（无共生组仅0.009km）

• 杀虫剂抗性：共生菌使fenitrothion的LC₅₀值提升27.6%，推测与共生菌降解酶系统有关

【Discussion】

本研究首次揭示豆蝽成虫期共生关系的"双刃剑"效应：Caballeronia insecticola通过"代谢补贴"策略（nutrient provisioning）显著提升宿主繁殖力和越冬适应性，但伴随氧化应激代价导致寿命缩短。行为可塑性的增强（特别是138倍飞行能力提升）可能促进宿主扩散至新栖息地，而杀虫剂抗性特征为田间防治提供新思路。这些发现革新了对环境获得性共生系统生态功能的认知。

【Conclusion】

共生菌通过多维作用网络（繁殖-存活权衡、行为调控、抗性赋予）显著提升豆蝽雌成虫的生态竞争力，其种群增长促进效应可能解释该害虫在东亚农业生态系统的持续扩张。研究为发展基于共生调控的害虫治理策略奠定理论基础。