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煙粉虱廣泛寄主適應(yīng)性的分子機(jī)制

   日期:2021-03-29     來源:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所    瀏覽:451    
核心提示:經(jīng)過20年努力,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所張友軍團(tuán)隊(duì)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
       經(jīng)過20年努力,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所張友軍團(tuán)隊(duì)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(dǎo)致煙粉虱廣泛寄主適應(yīng)性的分子機(jī)制,這將為田間精準(zhǔn)綠色防控技術(shù)研發(fā)提供新思路。

  《細(xì)胞》(Cell)雜志日前在線發(fā)表了張友軍團(tuán)隊(duì)的相關(guān)研究文章。

       據(jù)了解,有“超級(jí)害蟲”之稱的煙粉虱,不僅通過刺吸寄主植物韌皮部汁液對(duì)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(shí)驗(yàn)室觀察番茄上煙粉虱的實(shí)驗(yàn)情況 圖片由采訪對(duì)象提供

       他介紹說,昆蟲取食寄主植物后,會(huì)誘導(dǎo)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(dǎo)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(xiàng)研究利用生物信息學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)、轉(zhuǎn)基因、生物學(xué)測(cè)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(bào)道了動(dòng)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(xué)功能;揭示了害蟲廣泛寄主適應(yīng)性的分子機(jī)制,創(chuàng)新了害蟲種群暴發(fā)為害理論;證實(shí)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(jìn)化現(xiàn)象,為探索昆蟲適應(yīng)性進(jìn)化規(guī)律開辟了新視角。
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