肠道微生物使害虫咖啡能够承受极端毒性浓度的咖啡因
日期：2015-07-15 13:07:57
在咖啡中世界咖啡浆果蛀虫是最具破坏性的害虫。这种微小的甲虫是在咖啡种植大部分地区发现，是一个大爆发，可以削减80％的作物产量。
昆虫是使用富含咖啡因的bean作为其唯一的食物和住所来源只有咖啡害虫。它钻入豆，花费其大部分生活在里面，在那里它暴露咖啡因的剧毒量和它的质量不成正比：500杆咖啡能杀死一个150磅的人。咖啡因是有害的大多数昆虫被认为是作为一个自然虫害防护剂。那么，如何在咖啡浆果螟在如此恶劣的环境中茁壮成长？
它依赖于细菌的肠道，根据从能源部劳伦斯伯克利国家实验室的美国能源部（伯克利实验室）的科学家最新研究。
科学家发现世界各地的咖啡浆果蛀虫在他们的降解和解毒咖啡因消化道分享14种细菌。他们还发现，最普遍的这些细菌具有基因，有助于分解咖啡因。他们的研究阐明了破坏性错误的生态，并可能导致新的方法来打吧。
“如果不使用农药，也许我们可以针对咖啡浆果螟的肠道菌群，我们可以研制一种能够破坏细菌，使咖啡因的毒性毒死这种害虫，”哈维尔切娅 - 纳瓦罗，科学家说，在伯克利实验室的地球科学部和论文的第一学者。
科学家们广泛的研究甲虫，但很少研究主要集中于如何维持生活单靠咖啡浆果和伯克利实验室和美国农业部领导的团队是率先探索在肠道细菌的作用。这个想法是不是牵强，因为它看起来。微生物在所有生态系统土壤中执行关键的功能，从我们的消化道内塑造了人体免疫系统。
科学家们分析了咖啡浆果蛀虫从七个咖啡生产地区：墨西哥，危地马拉，波多黎各，夏威夷，印度，印度尼西亚和肯尼亚。他们还研究了在饲养美国农业部贝尔茨维尔，马里兰州的实验室殖民地。切娅-纳瓦罗从数百死甲虫中，需要微型镊子和稳健的双手去除消化道,这是一个艰苦的过程。
“这项研究之前，我曾用原子力显微镜，在那里你必须保持你的手稳，”切娅 - 纳瓦罗说。
科学家们沉浸在肠道细菌在一个特殊的培养基中咖啡因作为主要的营养，因此只能降解咖啡因的细菌存活。十四种细菌中分离，其中大部分被发现从七个咖啡生产区和实验室殖民地甲虫。这些细菌似乎把咖啡因作为生存唯一的碳和氮的来源。类似的细菌，假单胞菌萱草，是最常见的，根据它们的DNA为基础的地理调查。
科学家也筛选细菌对一种叫做NDMA基因，是已知的转化咖啡因。他们发现，只有萱草拥有这种基因。切娅-纳瓦罗猜测其他细菌有助于在使用不同的基因分解咖啡因。
以确认萱草咖啡因的退化，研究人员给予抗生素一组甲虫消灭了他们的肠道菌群。然后，他们喂养这些甲虫标准化的饮食基础上的咖啡豆，然后分析它们的粪便。咖啡因通过其消化道完好无降解。
科学家们接下来添加萱草的甲虫他们的等量与咖啡因降解菌。从这些甲虫粪便是缺乏咖啡因，表示戒毒过程已经恢复。
“在那之后，我们知道肠道细菌是甲虫生存的关键策略及其在普通生态学，“约恩布罗迪，该研究的资深学者。“这是怎样的微生物，其快速的适应能力，可以实现更高的生物拓殖新环境一个明显的例子。”
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