新华社北京3月26日电(记者于文静)经过20年努力,中国农业科学院蔬菜花卉研究所张友军团队发现了世界重大入侵害虫烟粉虱中存在植物源的水平转移基因BtPMaT1,并揭示其解毒植物毒素从而导致烟粉虱广泛寄主适应性的分子机制,这将为田间精准绿色防控技术研发提供新思路。

中国科学家揭示“超级害虫”烟粉虱广泛寄主适应性的分子机制 科学家 超级害虫 第1张

  《细胞》(Cell)杂志日前在线发表了张友军团队的相关研究文章。

  据了解,有“超级害虫”之称的烟粉虱,不仅通过刺吸寄主植物韧皮部汁液对其造成直接伤害,还能分泌蜜露诱发植物真菌病害为害植物。烟粉虱寄主植物超过600种,传播300多种病毒。极度多食性和广泛的寄主适应性是暴发成灾的主要原因。

  “某种程度上,我们的研究可以概括为发现烟粉虱‘偷盗’植物解毒基因、代谢植物毒素的故事。”张友军研究员表示。

  他介绍说,昆虫取食寄主植物后,会诱导寄主植物产生防御反应并生成大量有毒次生代谢物,导致大部分昆虫死亡,酚糖就是一类植物重要的抗虫次生代谢产物。经过研究,发现烟粉虱“偷盗”植物的解毒基因PMaT1,“偷盗”来的BtPMaT1能降解植物的酚糖。“烟粉虱‘偷盗’了植物的‘矛’(BtPMaT1)而攻克了植物的‘盾’(酚糖),从而使它能在600多种植物上为害。”

  据了解,这项研究利用生物信息学、分子生物学、生物化学、转基因、生物学测定等方法证明烟粉虱的BtPMaT1基因是植物源的水平转移基因。

  该研究报道了动物通过水平基因转移方式获得植物源基因,且该基因具有生物学功能;揭示了害虫广泛寄主适应性的分子机制,创新了害虫种群暴发为害理论;证实了植物次生代谢产物杀虫潜力,为新型植物源杀虫剂的开发提供依据;发现昆虫“以子之矛,攻子之盾”的进化现象,为探索昆虫适应性进化规律开辟了新视角。