在现代农业生产中，昆虫传播型植物病害始终是制约作物稳产增收的核心难题。传统植保研究多聚焦单一维度，要么只关注昆虫宿主遗传差异，要么单独分析共生微生物群落，忽略了基因-微生物互作的核心调控机制，导致病虫害溯源不准、防控手段单一，难以实现精准靶向治理。
微生物-基因组关联分析（mGWAS）作为整合微生物组与全基因组关联分析的新型研究手段，成为农业植保领域的突破性技术。打破了传统单一组学的研究局限，如今已成为解析农业生物互作、挖掘抗性靶点、研发绿色防控技术的核心工具，为精准农业植保开辟了全新路径。
那么，如何有效进行宿主基因-微生物互作的研究，我们以26年发表在Advanced Science高分期刊上的研究为例。
研究思路和内容
分析内容：二代扩增子、全基因组重测序、mGWAS关联分析、RNA 干扰（RNAi）实验、荧光原位杂交（FISH）、目标基因Dcitr04g11610.1系统发育进化分析及蛋白结构预测、靶向代谢组学。
微生物-宿主关联分析流程
主要结果
一、柑橘木虱微生物组成
▶ 柑橘木虱的肠道菌群以Candidatus Profftella（69.83%）和Wolbachia（23.43%）为绝对优势菌属；
▶ 进一步基于相对丰度> 1e⁻³ 的阈值进行筛选，共鉴定出2个核心内共生菌：Candidatus Profftella和 Wolbachia。
图 微生物组成和核心菌属。
二、木虱群体遗传结构
▶ 系统发育分析表明，除样本 ZJ-19 外，基于 ST和 ZJ位点的序列可将广东种群划分为东部和西部两个独立的进化支；
▶ 群体结构分析揭示了明显的地理遗传分化：当 K=2时，ST 种群独立成群；当 K=3时，ST 与 ZJ 种群各自聚为一支，其余种群则归为第三类群。
图 群体结构分析。
三、mGWAS分析结果
▶ 本研究通过mGWAS鉴定到79个显著SNP，主要集中在4号染色体（对应7个候选基因），这些基因多涉及免疫相关通路。
▶互作网络分析进一步揭示，CLas丰度与6个基因显著关联，其中Dcitr04g11610.1被确定为调控CLas与Profftella的双重枢纽基因。
图 mGWAS关联分析。
四、Dcitr04g11610.1基因的相关验证结果
▶ 在感染CLas的木虱个体中，Dcitr04g11610.1的表达水平显著上调，且该基因的表达量与 CLas易感性呈显著正相关。
▶ RNAi技术敲低该基因，发现木虱对CLas的感染率显著下降，从而直接证实Dcitr04g11610.1在CLas侵染过程中发挥正向促进作用。
▶基因结构分析表明，Dcitr04g11610.1隶属于SLC18B1亚家族，主要介导多胺类物质（如亚精胺和精胺）通过胞吐作用释放至胞外。
▶功能实验进一步证实，该基因可能通过调控多胺的跨膜转运途径，进而促进柑橘黄龙病菌（CLas）的侵染进程，并同步调节关键内共生菌 Profftella的丰度。
图 RNAi验证结果。
图 荧光原位杂交（FISH）定位与绝对定量PCR验证结果。
图 Dcitr04g11610.1基因结构分析。
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参考文献
Genome-Wide Association Study Reveals Insect Genetics and Microbial Symbiont Effects on Susceptibility of Diaphorina citri to the Citrus Greening Pathogen, Candidatus Liberibacter Asiaticus. Advanced Science, 2026. https://doi.org/10.1002/advs.202517056
