經(jīng)過20年努力，中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所張友軍團隊發(fā)現(xiàn)了世界重大入侵害蟲煙粉虱中存在植物源的水平轉(zhuǎn)移基因BtPMaT1，并揭示其解毒植物毒素從而導致煙粉虱廣泛寄主適應(yīng)性的分子機制，這將為田間精準綠色防控技術(shù)研發(fā)提供新思路。
《細胞》（Cell）雜志日前在線發(fā)表了張友軍團隊的相關(guān)研究文章。
據(jù)了解，有“超級害蟲”之稱的煙粉虱，不僅通過刺吸寄主植物韌皮部汁液對其造成直接傷害，還能分泌蜜露誘發(fā)植物真菌病害為害植物。煙粉虱寄主植物超過600種，傳播300多種病毒。極度多食性和廣泛的寄主適應(yīng)性是暴發(fā)成災(zāi)的主要原因。
“某種程度上，我們的研究可以概括為發(fā)現(xiàn)煙粉虱‘偷盜’植物解毒基因、代謝植物毒素的故事。”張友軍研究員表示。
文章通訊作者張友軍研究員（右一）和第一作者夏吉星副研究員（右二）、郭兆將研究員（右三）在實驗室觀察番茄上煙粉虱的實驗情況 圖片由采訪對象提供
他介紹說，昆蟲取食寄主植物后，會誘導寄主植物產(chǎn)生防御反應(yīng)并生成大量有毒次生代謝物，導致大部分昆蟲死亡，酚糖就是一類植物重要的抗蟲次生代謝產(chǎn)物。經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)煙粉虱“偷盜”植物的解毒基因PMaT1，“偷盜”來的BtPMaT1能降解植物的酚糖。“煙粉虱‘偷盜’了植物的‘矛’（BtPMaT1）而攻克了植物的‘盾’（酚糖），從而使它能在600多種植物上為害。”
據(jù)了解，這項研究利用生物信息學、分子生物學、生物化學、轉(zhuǎn)基因、生物學測定等方法證明煙粉虱的BtPMaT1基因是植物源的水平轉(zhuǎn)移基因。
該研究報道了動物通過水平基因轉(zhuǎn)移方式獲得植物源基因，且該基因具有生物學功能；揭示了害蟲廣泛寄主適應(yīng)性的分子機制，創(chuàng)新了害蟲種群暴發(fā)為害理論；證實了植物次生代謝產(chǎn)物殺蟲潛力，為新型植物源殺蟲劑的開發(fā)提供依據(jù)；發(fā)現(xiàn)昆蟲“以子之矛，攻子之盾”的進化現(xiàn)象，為探索昆蟲適應(yīng)性進化規(guī)律開辟了新視角。
《細胞》（Cell）雜志日前在線發(fā)表了張友軍團隊的相關(guān)研究文章。
據(jù)了解，有“超級害蟲”之稱的煙粉虱，不僅通過刺吸寄主植物韌皮部汁液對其造成直接傷害，還能分泌蜜露誘發(fā)植物真菌病害為害植物。煙粉虱寄主植物超過600種，傳播300多種病毒。極度多食性和廣泛的寄主適應(yīng)性是暴發(fā)成災(zāi)的主要原因。
“某種程度上，我們的研究可以概括為發(fā)現(xiàn)煙粉虱‘偷盜’植物解毒基因、代謝植物毒素的故事。”張友軍研究員表示。
文章通訊作者張友軍研究員（右一）和第一作者夏吉星副研究員（右二）、郭兆將研究員（右三）在實驗室觀察番茄上煙粉虱的實驗情況 圖片由采訪對象提供
他介紹說，昆蟲取食寄主植物后，會誘導寄主植物產(chǎn)生防御反應(yīng)并生成大量有毒次生代謝物，導致大部分昆蟲死亡，酚糖就是一類植物重要的抗蟲次生代謝產(chǎn)物。經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)煙粉虱“偷盜”植物的解毒基因PMaT1，“偷盜”來的BtPMaT1能降解植物的酚糖。“煙粉虱‘偷盜’了植物的‘矛’（BtPMaT1）而攻克了植物的‘盾’（酚糖），從而使它能在600多種植物上為害。”
據(jù)了解，這項研究利用生物信息學、分子生物學、生物化學、轉(zhuǎn)基因、生物學測定等方法證明煙粉虱的BtPMaT1基因是植物源的水平轉(zhuǎn)移基因。
該研究報道了動物通過水平基因轉(zhuǎn)移方式獲得植物源基因，且該基因具有生物學功能；揭示了害蟲廣泛寄主適應(yīng)性的分子機制，創(chuàng)新了害蟲種群暴發(fā)為害理論；證實了植物次生代謝產(chǎn)物殺蟲潛力，為新型植物源殺蟲劑的開發(fā)提供依據(jù)；發(fā)現(xiàn)昆蟲“以子之矛，攻子之盾”的進化現(xiàn)象，為探索昆蟲適應(yīng)性進化規(guī)律開辟了新視角。
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