Влияние гриба на питание гусениц
Когда энтомопатогенный гриб Entomophaga grylli заражает саранчу, она перед смертью забирается на верхушки растений. Гриб-зомби Ophiocordyceps unilateralis заражает муравьёв и управляет их поведением для распространения гриба. Такое поведение хозяина, управляемое паразитом, называется расширенным фенотипом.
Интересно, но загадочно, что энтомопатогенный гриб Cordyceps militaris (C. militaris) заражает гусениц шелкопряда, но не убивает их до тех пор, пока они не разовьются в жирных куколок. Гриб Ophiocordyceps sinensis также медленно убивает насекомых. Неясно, могут ли эти грибы контролировать поведение насекомых после заражения, как и другие паразиты.
Исследование в Current Biology
В исследовании, опубликованном в Current Biology, учёные из Центра передового опыта в области молекулярных наук о растениях Китайской академии наук и их коллеги сообщили, что C. militaris, заражая личинок шелкопряда, стимулирует их питание и набор веса, что способствует плодоношению гриба на жирных и более питательных куколках.
Методы и результаты
Мимикрируя природным условиям, команда обнаружила, что личинки шелкопряда четвёртого возраста, инфицированные низкой дозой спор C. militaris, полностью развивались до стадии куколки. После заражения питание гусениц значительно усиливалось, а вес зрелых личинок и куколок увеличивался.
Интересно, что грибковая инфекция приводила к резкому снижению уровня сахаров в гемолимфе шелкопряда, как глюкозы, так и трегалозы, которая является основным запасом сахара в крови насекомых.
Филогенетический анализ и анализ индекса адаптации кодонов показали, что CmTreH1 потенциально приобретён от насекомых-хозяев для лучшего выполнения функции молекулярной мимикрии у насекомых. Кроме того, было обнаружено, что грибковая инфекция индуцирует активацию генов трегалазы, инсулиноподобных генов и генов биосинтеза трегалозы у шелкопряда.
Выводы
Результаты показали, что грибковая трегалаза, подобная насекомым, а не индукция генов трегалазы у насекомых, определяет манипуляцию поведением питания насекомых со стороны гриба.
Эта работа сообщает о первом случае, когда эгоистичный ген эукариотического паразита контролирует расширенные фенотипы у гусениц. Манипуляция поведением питания хозяина является новым типом расширенного фенотипа, контролируемого грибковым паразитом, о котором ранее не подозревали. Данные этой работы могут быть полезны для экономически эффективного использования шелкопрядов для массового производства этого высокоценного гриба.
Предоставлено:
Китайская академия наук