DOI: https://doi.org/10.1038/s41396-020-0704-5
6月22日，瀋陽農業大學植物保護學院博士研究生任飛榮和孫想以共同第一作者身份在The ISME Journal上在線發表題爲Biotin provisioning by horizontally transferred genes from bacteria confers animal fitness benefits的研究論文。The ISME Journal是Nature旗下由國際微生物生態學會主辦的生態學和微生物學研究領域的世界頂級期刊。欒軍波教授爲論文通訊作者。研究生姚亞林和王天玉，植保學院黃豔貞副教授，中國農業大學張雪博士共同參與了該項研究。
水平基因轉移是Science雜誌公佈的125個科學前沿問題。水平基因轉移事件在昆蟲-微生物共生系統中普遍發生，但功能尚不清楚。煙粉蝨（Bemisiatabaci）是一類世界性重大入侵害蟲，對蔬菜等農作物造成了嚴重的危害。煙粉蝨取食缺乏必需氨基酸和B組維生素的植物韌皮部。前期研究發現煙粉蝨含菌細胞表達多個細菌源水平轉移基因（HTGs），提示了這些HTGs可能發揮重要的代謝功能。
在導師的指導下，任飛榮和孫想通過整合多學科技術方法系統研究了煙粉蝨HTGs在合成生物素方面的作用。發現3個HTGs編碼的蛋白高表達於煙粉蝨的含菌細胞中。將大腸桿菌生物素合成基因替換爲煙粉蝨HTGs後，能夠恢復大腸桿菌生物素合成基因敲除菌株的活力。沉默煙粉蝨HTGs降低了生物素含量，提高了煙粉蝨死亡率，抑制了煙粉蝨的產卵量。更有意思的是，這些合成生物素的煙粉蝨HTGs存在於世界不同地區多個種的粉蝨種羣，具有共同的進化起源。該研究證明了細菌源水平轉移基因可爲煙粉蝨合成生長髮育必需的生物素，同時也爲煙粉蝨的精準防控提供了靶標。
該研究得到了國家級人才支持計劃項目、國家自然科學基金面上項目、遼寧省“興遼英才計劃”創新領軍人才（攀登學者）項目和校高層次人才引進啓動基金等項目的資助。
（植物保護學院 李沫）
新聞原文鏈接：https://news.syau.edu.cn/info/1007/12526.htm?from=timeline
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41396-020-0704-5
Fei-Rong Ren, Xiang Sun, Tian-Yu Wang, Ya-Lin Yao, Yan-Zhen Huang, Xue Zhang & Jun-Bo Luan. (2020). Biotin provisioning by horizontally transferred genes from bacteria confers animal fitness benefits. The ISME Journal, doi: https://doi.org/10.1038/s41396-020-0704-5
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