北京時間3月25日晚，《細胞》雜志在線發(fā)表中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所張友軍團隊《煙粉虱劫持一個植物解毒基因代謝植物毒素》的研究長文，揭示了煙粉虱廣泛寄主適應性的分子機制，提出防治煙粉虱全新路徑。這也是我國農(nóng)業(yè)害蟲研究領(lǐng)域發(fā)表在《細胞》的首篇文章，并被選為封面文章。
煙粉虱是被聯(lián)合國糧農(nóng)組織認定的世界第二大害蟲，也是迄今為止唯一被稱為“超級害蟲”的農(nóng)業(yè)害蟲，可以傳播300余種植物病毒，超過600余種植物都是它的盤中餐。
煙粉虱
在大自然奇妙的進化過程中，為了抵抗昆蟲的侵害，植物也會產(chǎn)生一些有毒的物質(zhì)來保護自己，比如酚糖，就是常見的植物防御化合物，可以抑制昆蟲的生長發(fā)育。不過，植物體內(nèi)如果酚糖積累過多，也會對植物自身的生長發(fā)育不利。所以，植物會利用體內(nèi)的丙二酰基轉(zhuǎn)移酶來降解酚糖，使其無毒化。
張友軍團隊研究發(fā)現(xiàn)，煙粉虱之所以“為害”本領(lǐng)如此之大，是因為煙粉虱“偷盜”了植物體內(nèi)的解毒基因——丙二酰基轉(zhuǎn)移酶（PMaT1）。
這意味著，原本只存在于植物或少數(shù)真菌身上的基因，如今轉(zhuǎn)移到了昆蟲的身體里，且這個基因不僅一代代遺傳了下來，而且發(fā)揮著重要作用——降解植物保護自己的酚糖。這一過程被稱之為水平基因轉(zhuǎn)移，大概發(fā)生在3.5-8.6千萬年間。相較于垂直基因轉(zhuǎn)移，即親代傳遞給子代，水平基因轉(zhuǎn)移打破了親緣關(guān)系的界限，使基因流動的可能變得更為復雜。
這一發(fā)現(xiàn)揭示了昆蟲如何利用水平轉(zhuǎn)移基因來克服宿主的防御，為探索昆蟲適應性進化規(guī)律開辟了新的視角，也為新一代靶標基因?qū)虻臒煼凼镩g精準綠色防控技術(shù)研發(fā)提供全新思路。（文字：宋雅娟 視頻制作：肖春芳）
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