紅脂大小蠹（Dendroctonusvalens）原產(chǎn)于北美，是我國重要的外來林業(yè)入侵害蟲,主要為害的寄主為廣泛生長于我國的特有樹種油松等松樹,。1999年在山西首次暴發(fā)成災(zāi),，然后迅速蔓延擴散至河北、河南及北京周邊地區(qū),。目前,，我國山西、河南,、陜西,、青海、河北,、北京,、內(nèi)蒙古自治區(qū)、遼寧均有分布,。紅脂大小蠹的入侵,，已導(dǎo)致近1000余萬株健康樹木死亡。,，

孫江華研究團隊一直致力于紅脂大小蠹入侵機制的研究,，以信息化合物介導(dǎo)的紅脂大小蠹-寄主油松-伴生真菌-共生細菌互作為切入點，闡明了紅脂大小蠹,、本地種黑根小蠹,、伴生真菌、伴生細菌和寄主的協(xié)同入侵機制,，提出并驗證了入侵種與本地種之間互惠的“化學(xué)信息調(diào)控”和與伴生菌“共生入侵”以及“返入侵” 3個假說（New Phytol2010;Ecology 2011,；Annu RevEcol Evo and Syst 2016），明析了信息流調(diào)控的入侵害蟲-寄主植物-伴生真菌-細菌相互作用,，構(gòu)建了昆植關(guān)系中的跨四界化學(xué)信息互作模型（Microbiome 2018）;闡明了細菌揮發(fā)物調(diào)控的多物種參與的蟲菌共生關(guān)系的維持機制,，揭示了調(diào)節(jié)紅脂大小蠹-伴生菌間共生關(guān)系碳源分配的化學(xué)信號分子與調(diào)控策略（ISME J 2017; ISME J 2020）?；谥参铮οx—共生微生物之間的化學(xué)通訊機理,，分離鑒定了紅脂大小蠹的植物源和昆蟲源聚集信息素和抗聚集信息素，集成了以信息素推/拉控制技術(shù)為核心的紅脂大小蠹監(jiān)測,、檢疫,、防控綜合技術(shù)體系并在發(fā)生區(qū)得到推廣應(yīng)用（Annu Rev Entomol 2013）。近日該研究團隊在紅脂大小蠹入侵機制方面取得系列新進展,。

1,、通過多組學(xué)分析與功能研究，揭示了紅脂大小蠹伴生微生物可以作為其體外降解系統(tǒng)幫助其降解寄主油松中具有拒食效應(yīng)的碳源D-松醇，協(xié)助紅脂大小蠹入侵與爆發(fā)成災(zāi)（圖1）,。該研究成果從寄主適應(yīng)的角度進一步闡釋了伴生微生物在紅脂大小蠹-伴生真菌L. procerum這一共生入侵復(fù)合體入侵成災(zāi)中的作用機制,，豐富和完善了蟲菌共生入侵理論。相關(guān)成果“Symbiotic microbes aid host adaptation by metabolizing a deterrent host pine carbohydrate D-pinitol in a beetle-fungus invasive complex”以河北大學(xué)為第一單位發(fā)表于Science Advances（IF₅= 16.8955,，中科院1區(qū)TOP，DOI: 10.1126/sciadv.add5051）,，我校劉芳華副教授為第一作者,，孫江華教授為通訊作者，康志偉副教授參與部分工作,。

圖1伴生微生物介導(dǎo)的紅脂大小蠹入侵共生體對寄主不利碳源D-松醇的適應(yīng)策略

2,、利用三代Pacbio測序+10x genomics、Hic輔助組裝,，獲到紅脂大小蠹高質(zhì)量基因組（圖2）,。該研究成果探討了入侵種紅脂大小蠹成功入侵的遺傳基礎(chǔ)及入侵擴散路徑。相關(guān)成果“Chromosome-level genome assembly and population genomic analyses provide insights into adaptive evolution of the red turpentine beetle,Dendroctonusvalens”以河北大學(xué)為第一單位發(fā)表于BMC Biology（IF₅= 8.641,，DOI: 10.1186/s12915-022-01388-y）,，我校劉柱東研究員為第一作者，孫江華教授為通訊作者,。

圖2紅脂大小蠹基因組

3,、通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)篩選了厭氧條件下腸道細菌轉(zhuǎn)換信息素的關(guān)鍵基因（醛脫氫酶ALDH1），并采用同源重組技術(shù)獲得突變體進一步驗證了該基因為腸道細菌轉(zhuǎn)換紅脂大小蠹信息素的關(guān)鍵基因,。相關(guān)成果“The effect of inactivation of aldehyde dehydrogenase on pheromone production by the gut bacteria of an invasive tree killer bark beetle,Dendroctonusvalens”以河北大學(xué)為第二單位發(fā)表于Insect Science（IF₅= 3.233,，中科院1區(qū)TOP，DOI: 10.1111/1744-7917.13101）,，我校孫江華教授為通訊作者,。

此外，該團隊成員康志偉副教授作為第一作者,，劉芳華副教授作為通訊作者,，以河北大學(xué)為第一單位在Microbiology Spectrum（IF = 9.043，中科院1區(qū)TOP,，DOI: 10.1128/ spectrum.04006-22）發(fā)表了環(huán)境和共生菌介導(dǎo)的豌豆蚜翅的非遺傳多型的論文,；該團隊成員忙定澤校聘研究員作為第一和通訊作者，以河北大學(xué)為第一單位在Insect Biochemistry and Molecular Biology（IF = 4.421, DOI: 10.1016/j.ibmb.2022.103858）發(fā)表了家蠶糖受體的論文,。團隊有關(guān)松材線蟲微生物朔源/關(guān)鍵種分析的研究成果分別發(fā)表于Microbiology Spectrum（IF = 9.043,中科院1區(qū)TOP,，DOI: 10.1128/spectrum.00783-22）和 Frontiers in Plant Science（IF= 6.627, DOI: 10.3389/fpls.2022.856841），孫江華教授作為通訊作者,，河北大學(xué)為第一單位,。

上述工作得到了國家自然基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項目，國家重點研發(fā)計劃，國家自然科學(xué)基金面上/青年項目,，河北省創(chuàng)新群體等項目資助,。

（生命科學(xué)學(xué)院、科學(xué)技術(shù)處供稿）