昆蟲與微生物間形成了複雜多樣的共生關係。這些微生物與昆蟲形成了緊密的互利共生關係，顯著地提高了昆蟲的適應性；同時，也存在資源上的競爭，形成相互拮抗作用。在這種共生體係中，微生物與昆蟲的關係處於動態變化中，但是在自然生態係統中，調控這種動態變化的信號分子的相關研究報道還不多。 

　　紅脂大小蠹是一種源自美國的重大林業外來入侵害蟲。自1999年在我國山西省發生後，又陸續在河北、河南、陝西等省暴發成災，致死健康鬆樹700餘萬株。孫江華研究組通過對紅脂大小蠹-共生微生物體係的係統研究，揭示了紅脂大小蠹及其伴生真菌的共生入侵假說（New Phytologist 2010）；提出了伴生真菌獨特單倍型促進蟲菌的“返入侵”假說（Ecology 2011）；從紅脂大小蠹－伴生真菌－寄主互作等解析了紅脂大小蠹入侵機製，及研發的以信息素為核心的防控技術在我國成功應用（Annual Review of Entomology 2013）；構建了紅脂大小蠹-伴生真菌-細菌-寄主油鬆跨四界互作模型(Scientific Reports 2016)。進而提出了關於入侵昆蟲的“蟲菌共生入侵學說”（Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics 2016）。在此基礎上，研究組又進一步揭示了紅脂大小蠹-伴生菌間共生關係賴以存在的基礎-碳水化合物在多營養級間的分配模式，並明確了調節這種碳水化合物分配的化學信號，文章在The ISME Journal上發表。 

　　鬆醇、葡萄糖和果糖是鬆樹的三大碳水化合物，三者相加占碳水化合物總量的90%以上,其中以鬆醇為主，葡萄糖相對於鬆醇是小蠹蟲和伴生真菌的有利碳水化合物。該論文首先發現和證明了紅脂大小蠹幼蟲伴生細菌通過產生揮發物使伴生真菌從優先消耗葡萄糖轉化到優先消耗鬆醇，從而解除了伴生真菌因過度消耗樹皮中的有利碳水化合物葡萄糖而對小蠹蟲幼蟲造成的營養拮抗；接下來，通過代謝組學手段，解析了幼蟲伴生細菌產生的揮發物組分，並成功找到了調節碳水化合物分配的關鍵揮發物——氨；並且，進一步在室內對野外環境進行模擬，成功驗證了氨在調節伴生真菌與小蠹蟲間共生關係轉變中的作用，揭示了小蠹蟲與微生物共生關係賴以存在的能量基礎。 

　　該工作得到了國家重點研發計劃（2016YFC1200600）和中科院戰略先導專項（XDB11050000）等項目的支持。論文信息： Fangyuan Zhou, Letian Xu, Shanshan Wang, Bo Wang, Qiaozhe Lou, Min Lu, Jianghua Sun. 2017. Bacterial volatile ammonia regulates the consumption sequence of D-pinitol and D-glucose in a fungus associated with an invasive bark beetle. The ISME Journal 11: 2809-2820.