9月17日,《自然—通訊》在線發(fā)表“IAS1000(1000 種入侵物種基因組計劃)”的首個合作成果。多國科學(xué)家聯(lián)合從基因復(fù)制和突變兩個角度,揭示了蘋果蠹蛾在全球入侵過程中的寄主適應(yīng)性進化和抗藥性分子機制,為蘋果蠹蛾的綜合治理提供了新思路與新方法。
論文通訊作者,中國農(nóng)科院植保所、深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員萬方浩介紹,蘋果蠹蛾是世界重大入侵害蟲,以幼蟲鉆蛀到蘋果、梨等果實為害。目前已入侵六大洲70個國家,在我國年發(fā)生面積約為75萬畝,造成經(jīng)濟損失高達3億元/年,潛在經(jīng)濟損失高達140億元/年。
論文通訊作者、浙江大學(xué)教授李飛介紹,該研究借助高通量測序技術(shù),構(gòu)建了高質(zhì)量的染色體水平的蘋果蠹蛾基因組,分析了其化學(xué)感受和抗藥性基因家族進化,并利用全基因組關(guān)聯(lián)分析鑒定了與化學(xué)農(nóng)藥抗性相關(guān)基因的突變。
分析發(fā)現(xiàn),蘋果蠹蛾氣味受體ORs基因家族的多個基因在進化過程中發(fā)生了拷貝事件,包括蘋果蠹蛾寄主植物揮發(fā)物的主要化學(xué)成分梨酯的受體基因OR3,生成了OR3a和OR3b。研究表明,OR3a和OR3b均是梨酯和性信息素的受體基因,功能上具有互補和協(xié)同增效作用,揭示了蘋果蠹蛾在全球擴張過程中的寄主適應(yīng)性進化機制。
通過對抗藥性相關(guān)基因家族的進化分析發(fā)現(xiàn),蘋果蠹蛾基因組中大量的P450基因可能增強其解毒代謝能力。研究人員通過干擾CYP6B2基因,導(dǎo)致蘋果蠹蛾四齡幼蟲對兩種化學(xué)農(nóng)藥的敏感性降低,死亡率顯著高于對照,而對吡蟲啉的敏感性無顯著變化,從而揭示了蘋果蠹蛾CYP6B2基因參與了甲基谷硫磷和溴氰菊酯類農(nóng)藥的抗性機制。