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这一超级害虫竟能“以子之矛攻子之盾”!我国科学家潜心研究20年终于破解其“招数”

olivia chan

烟粉虱,臭名昭著的世界性“超级害虫”,被世界粮农组织认定为世界第二大害虫,也是至今为止唯一被冠以“超级害虫”的农业害虫,位列最危险的100种入侵物种之一。自然界大多数植物都利用各种各样有毒的次生代谢物保护自己,但烟粉虱却仍然能够取食600多种植物,并且保持自身“百毒不侵”。到底是怎么样的能力让它能够如此猖狂?

近日,我国中科院蔬菜花卉所的张友军研究团队在经过20年的潜心研究后,终于破解了这一谜题。

研究团队利用分子生物学和进化分析等手段证实,在烟粉虱的基因组中存在一个源自植物的酚醛葡萄糖苷丙二酰转移酶基因BtPMaT1。该基因在植物中用于中和酚醛葡糖苷,从而使植物免受酚糖过量积累对自身造成的伤害。而烟粉虱“窃取”了这一来自植物的基因用于改造自身,这使得这个植物自身的“保护伞”反倒为害虫“大开方便之门”。研究证实烟粉虱活体能够分解酚糖。

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(论文图文概要,图片源自Cell)

研究团队还发现,干扰该基因能够显著增加烟粉虱成虫的死亡率,并抑制烟粉虱产卵。更为重要的是,持续干扰该基因能够实现对烟粉虱的完全防控,而对非靶标的节肢动物蚜虫和二斑叶螨没有任何影响。

该研究首次证实了昆虫从植物中“窃取”相关基因的现象,并在国际上首次揭示了昆虫能如何通过水平基因转移的方式,“偷窃”植物基因,协助自己分解植物的有毒分子。这一发现对于日后利用昆虫的这种抗性来保护作物有重大帮助。

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.014


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