近日，南京农业大学植物保护学院昆虫学系洪晓月教授团队在国际知名学术期刊《Communications Biology》在线发表了题为“Wolbachia-driven host miRNAs mediate arthropod reproduction in a Wolbachia density-dependent manner”的研究论文，系统鉴定了共生菌Wolbachia驱动的宿主microRNA（miRNA），揭示了宿主miRNA在调控Wolbachia密度和宿主繁殖中的重要作用，为阐明Wolbachia与节肢动物互作机制及开发基于Wolbachia的新型害虫绿色防控策略提供了新的理论依据。 Wolbachia是一类广泛存在于节肢动物体内的胞内共生菌，因其能够诱导胞质不亲和、孤雌生殖、杀雄和雌性化等多种生殖操纵现象而受到广泛关注。已有研究表明，Wolbachia不仅影响宿主的生殖表型，还与宿主适合度、环境适应性及病原互作过程密切相关。然而，Wolbachia究竟如何在分子水平上调控宿主生殖，尤其是其是否通过影响宿主miRNA网络来介导这一过程，仍缺乏深入认识。
截形叶螨是我国及亚洲地区重要的农业害螨之一，寄主范围广，可危害番茄、菜豆、黄瓜、茄子和棉花等多种经济作物，对农业生产造成严重损失。Wolbachia在截形叶螨自然种群中感染率较高，并能够影响其产卵量、卵孵化率和性比等关键生殖性状。但目前关于Wolbachia与截形叶螨互作的分子机制研究仍较为有限，尤其缺乏对宿主miRNA调控网络的系统解析。
该研究以Wolbachia感染和未感染的截形叶螨品系为材料，利用sRNA-seq系统筛选Wolbachia驱动的宿主miRNAs，并结合转录组分析、靶基因预测、双荧光素酶报告实验、RNA pull-down及miRNA模拟物/抑制剂递送等手段，深入探究这些miRNAs在宿主繁殖和共生互作中的功能。研究发现，Wolbachia感染可显著改变截形叶螨体内miRNA的表达谱，其中多个受Wolbachia驱动的miRNAs，其潜在靶标基因富集于宿主代谢调控、基因表达调节以及宿主—共生菌互作相关过程。
图1. Wolbachia驱动的截形叶螨miRNA调控宿主生殖以及Wolbachia密度的模式图
进一步功能验证表明，novel-33、novel-40和novel-65等宿主miRNAs在截形叶螨繁殖调控中发挥重要作用。其中，抑制novel-33和novel-40不仅会显著降低叶螨产卵量，还会伴随Wolbachia密度下降；而抑制novel-65虽然同样导致产卵量下降，但对Wolbachia密度无显著影响。这表明，不同Wolbachia驱动的宿主miRNAs在调控生殖过程中可能具有不同作用路径：部分miRNAs可能通过影响Wolbachia在宿主体内的密度进而影响繁殖，另一些miRNAs则可能更直接地参与宿主自身的生殖调控。
该研究从宿主miRNA调控层面揭示了Wolbachia影响节肢动物繁殖的新分子机制，拓展了对Wolbachia操纵宿主生物学效应的认识。相关成果不仅有助于深化对节肢动物—共生菌分子互作机制的理解，也为基于Wolbachia的生物防治策略优化以及RNA生物农药的研发提供了新思路。
南京农业大学植保学院昆虫分子生态与进化实验室博士生张译尹为该论文的第一作者，洪晓月教授为论文通讯作者。植保学院硕士研究生沈鑫昱、熊晓辉以及美国佛罗里达大学赵殿树博士对该研究亦作出了重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金和江苏省研究生科研与实践创新计划的资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s42003-026-10077-3
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