近日，来自日本国家先进工业科学技术研究所（AIST）的研究团队在Nature Microbiology上发表了题为“Single mutation makes Escherichia coli an insect mutualist”的研究论文。

吸食植物的半翅目昆虫通常在中肠中拥有特定的共生细菌，这些共生细菌通过提供必要的氨基酸和/或维生素促进它们的生长和生存。

在这项研究中，该团队建立了一个实验性昆虫-大肠杆菌共生系统。然后利用半翅目昆虫珀椿象（Plautia stali）研究了非共生大肠杆菌（Escherichia coli）的进化，因为在通常情况下，大肠杆菌不能与这种昆虫建立共生关系。

研究人员将一种快速进化的E.coli菌株定植在无菌新生幼虫中，并允许它们进化超过12代（约两年）。最初，E.coli的定植降低了昆虫的存活率，还使其体型矮小，并导致原本的绿色变成了棕色。

然而，研究人员发现，从第7代开始（约1年后），E.coli已经进化为支持昆虫生存和繁殖的共生细菌。进一步研究发现，这些E.coli都存在一个单一的突变，从而使它们最终能与宿主互惠共生。

总之，这些发现表明，对宿主有益的共生关系会得到迅速发展。该研究为“为什么微生物共生关系在自然界中普遍存在”给出了有价值的解释。