[郭志鴻] 文獻回顧--昆蟲共生菌之基因體演化

 

 

物種之間的共生關係是生物演化重要的推動力之一。在自然界種種的共生關係之中, 昆蟲共生菌已被發展為重要的模式系統,相關的研究對於瞭解細菌如何與真核生物宿主之間發展出多樣化的共生關係有相當大的貢獻。本所郭志鴻博士與其團隊整理近年來相關領域的研究結果,針對昆蟲共生菌的基因體演化完成文獻回顧並發表於FEMS Microbiology Review。 此篇文獻回顧著重於兼性共生菌,這群細菌介於不需要宿主的環境微生物與無法脫離宿主生存的絕對共生菌之間,代表演化過程中關鍵性的過渡時期。綜合而論,雖然不同昆蟲共生菌的演化過程有一些相似之處,其中的細節卻有相當高的多樣性。舉例來說,隨著與宿主的共生關係變得越來越緊密,大多數的共生菌所帶有的基因數目也都變得越來越少。然而不同共生菌之間即使所帶有的基因數目相當接近,其基因的種類卻往往有著很大的不同,也因此決定了這些共生菌在生態棲位上的差異。藉由整理近年來在兼性共生菌演化方面的研究成果,作者們將最新的發現納入之前已建立的學說框架內並發展出一個更詳細的演化模型,進而探討可能的演化趨勢。以結論而言,近年研究成果顯示兼性共生菌往往可以在不同的宿主或共生關係(例如片利共生、寄生或互利共生)之間轉換,而不同細菌物種間的水平基因轉移可以促進在這些生態棲位之間的轉換。也因此兼性共生菌在演化趨勢上仍保有相當大的彈性,並非所有兼性共生菌都會逐漸變為絕對共生菌。

Lo WS, Huang YY, Kuo CH* (2016) Winding paths to simplicity: genome evolution in facultative insect symbionts. FEMS Microbiology Reviews published online: 12 August 2016. DOI: 10.1093/femsre/fuw028