2025年6月27日，Current Biology期刊在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心王成树研究组完成题为“Fungal pathogen promotes caterpillar feeding and weight gain using a host-like trehalase”的研究论文，揭示了蛹虫草菌感染家蚕幼虫分泌类似寄主的海藻糖酶降解昆虫“血糖”，从而促进幼虫取食增重而利于虫草菌自身生长繁殖的现象与机理。

虫草类真菌感染寄主后具有操纵寄主行为的特征，如线虫草感染可促进蚂蚁爬到高处死亡，形成“僵尸蚂蚁”（zombie ants）而便于真菌孢子扩散。而铁线虫（nematomorph ）寄生蟋蟀、螳螂后会导致寄主“跳水自杀”（suicidal drowning ），便于线虫在水中产卵繁殖。这种因寄生物感染而导致寄主行为变化，利于自身生长繁殖的现象称为寄生物的拓展表型（extended phenotype），是一种很有意思的生物学现象，但寄生物调控寄主行为的“自私”基因种类及作用机制多不清楚。

蛹虫草菌仅感染鳞翅目幼虫，但不会杀死幼虫，只致其结茧成蛹后才快速生长、杀死并占据营养丰富的蛹体后长出子实体。该论文研究通过模拟自然条件，采用低浓度孢子接种家蚕4龄幼虫，幼虫可以正常取食、发育及化蛹，但与对照相比，被感染的老熟幼虫及蛹重均显著增加，说明蛹虫草菌具有操纵家蚕幼虫取食、促进其体重增加的拓展表型。

家蚕幼虫取食受神经肽HemaP调控，在蛹虫草菌中过表达家蚕HemaP基因，使用工程菌株感染可进一步显著促进家蚕幼虫取食及体重增加。而在家蚕中敲除该基因，突变品系的取食及蛹重则显著下降，接种虫草菌形成的子实体重量也显著下降。同饥饿处理相似，虫草菌感染后的家蚕幼虫的血糖（主要为海藻糖）水平显著下降，发现与虫草菌编码的类似昆虫寄主的海藻糖酶基因CmTreH1显著上调相关，同时家蚕自身的海藻糖酶基因也被诱导表达。构建及使用CmTreH1缺失突变株感染家蚕幼虫，发现其诱导幼虫取食及体重增加的现象消失，表明该基因为操控家蚕取食行为的关键基因。

同病原菌感染常导致动物厌食现象不同，该论文研究成果不仅揭示了虫草菌感染可促进家蚕幼虫取食的新型拓展表型，也证明了真菌编码的类似寄主基因调控这一表型的分子机理，对于蛹虫草高效生产及蚕蛹高效利用具有重要指导意义。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心已经毕业研究生赵佩清、杨德红以及在读研究生林健锋为论文共同第一作者，在读研究生彭伟瀚和汪学文博士参与了部分研究工作，上海交通大学黄勇平教授参与指导，王成树研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学重基金委创新群体、重点项目及国家重点研发等项目资助。

原文链接：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(25)00690-6

图 1. 蛹虫草菌感染家蚕幼虫促进其取食增重而利于自身生长繁殖的调控机制。