豌豆蚜虫是一种严重的农业害虫，根据9月27日发表在《当代生物学》上的一项新的康奈尔研究，它可以观察并避免普通蚜虫杀死植物叶片上的细菌。

豌豆蚜虫缺乏免疫反应基因，这使得它们极易受到感染。在实验室中，所有感染了有毒细菌菌株的豌豆蚜虫都死亡了。它们通过大量繁殖来弥补自身免疫缺陷，但仍然可以高速死于细菌感染。

原来，细菌(丁香假单胞菌)和假单胞菌属的所有成员都含有一种叫做绿脓菌素的化合物，这种化合物可以结合铁，但在紫外线(UV)光中发出荧光——存在于阳光中。此外，豌豆蚜可以分辨丁香假单胞菌强毒株发出的独特蓝绿色光。这些发现对害虫控制有影响。例如，有机农民可以在叶子上传播绿脓杆菌或有毒的丁香假单胞菌来防止豌豆蚜虫，但需要更多的研究来测试这些策略的有效性。

“蚜虫是植物疾病的载体——它们传播病毒疾病——这是它们的主要经济影响之一，”微生物学助理教授兼论文主要作者之一托里亨德利说。“阻止蚜虫开始给植物接种可能会对病毒的传播产生重大影响。”

在研究细菌对蚜虫的影响时，Haendly和她的同事注意到蚜虫很少吃丁香假单胞菌的人工汁液，这种汁液含有毒力。更多的测试表明，当有毒的丁香假单胞菌被给予食物选择时，蚜虫总是避免进食。食物。

研究人员使用有两个被茎分开的小叶的菜豆叶绘制了一个小叶，其中一个溶液混合了细菌，另一个小叶没有细菌作为对照。他们测试了不同的细菌菌株，其中一些是良性的，另一些是有毒的。豌豆蚜虫在植物基部释放时，更喜欢控制叶片，避免在叶片中含有某些细菌菌株。“它与毒力有关；”他们避开毒性更强的菌株，而不是毒性更小的菌株，”哈恩德利说。

以前对蚜虫的研究表明它们表现出颜色偏好，以前的研究表明假单胞菌中的细菌物种会发出荧光。“这让我想到，也许视觉非常重要，我们可以在黑暗中测试它，并实际做到这一点，”哈恩德利说。

研究小组在阻挡紫外线的塑料下进行了类似的测试，蚜虫通常会吃所有的叶子，包括那些带有致命细菌的叶子。在另一项实验中，研究人员使用了一种突变形式的有毒丁香假单胞菌，它不会产生荧光化合物绿脓菌素。豌豆蚜虫吃满是细菌的叶子，然后死去。更多的实验，使用不同的设计来测试蚜虫是否会避开荧光致命细菌，所有这些实验都一致显示出相同的结果。

合著者Russell Ligon是康奈尔鸟类学实验室的博士后研究员。他研究感觉生态学和视觉模型，将丁香假单胞菌的叶子留在上面，测量它们反射的光来确定它们的颜色。他的调查表明，豌豆蚜避开的有毒细菌菌株比其他更良性的菌株更蓝，这在蚜虫根据其蓝、绿、紫外视锥应该看到的范围内。

“检测蚜虫的最佳颜色实际上与[有毒]细菌产生的荧光颜色相匹配，”哈恩德利说。“有些东西可以看到细菌，这真的很疯狂。蚜虫在视觉上不被认为是锐利的；他们看起来并不聪明。这很适合他们。”

未来的研究将探索细菌或绿脓菌素本身是否可以防止蚜虫在植物上沉积。他们还计划通过观察不同的蚜虫物种以及它们如何与有毒的丁香假单胞菌相互作用来研究这一特性的进化。合著者包括Rach el Fay，他是Haendly Laboratory以前的学生，通过植物病理学和植物微生物学，通过植物病理学和植物微生物学，通过微生物的朋友和敌人的研究经验，也是纽约州立大学波茨坦分校的本科生。

凯文贝斯勒，前哈恩德利实验室的实验室技术专家；和梅勒妮斯米，博士后研究助理。