日前,入侵中國的草地貪夜蛾,其生物型遺傳背景和抗藥性特征首次被揭示,這意味著,蔓延多省的草地貪夜蛾,將得到有效遏制?! ?/p>
10月21日,中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所生態(tài)基因組學中心與中國農(nóng)科院植物保護研究所吳孔明院士團隊、煙草研究所、英國蘭卡斯特大學、法國蒙彼利埃大學、全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務中心、諾禾致源、未來組等多家單位聯(lián)合發(fā)布了高質(zhì)量草地貪夜蛾基因組序列,首次從基因組層面揭示入侵我國的草地貪夜蛾群體的生物型遺傳背景和抗藥性特征,對草地貪夜蛾的科學防控具有重要指導意義。該成果在線發(fā)表在BioRxiv上?! ?/p>
10月24日,記者采訪了中國農(nóng)科院基因組研究所研究員蕭玉濤。
入侵中國草地貪夜蛾的分型鑒定。中國農(nóng)科院基因組研究所供圖
入侵中國的草地貪夜蛾為“玉米型”
從今年初首次發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾入侵以來,對它的研究就沒有停止。此前科學家們也曾做過多次基因測序,但尚未測出完整清晰的基因組。蕭玉濤介紹,“基因組是一個復雜的體系,所有基因整合在基因鏈上,以前的分析還不夠完整,這一次,我們對來自全國16省(市、自治區(qū))的105份樣品進行了重新測序,測出了完整清晰的草地貪夜蛾基因組序列”?!?/p>
完整測序后發(fā)現(xiàn),入侵中國的草地貪夜蛾為一種以玉米型遺傳背景為主導的“雜交型”,對此,蕭玉濤解釋,“草地貪夜蛾有兩種生物型,水稻型、玉米型。此前有部分觀點認為入侵中國的是水稻型。這次測序之后發(fā)現(xiàn),其實是玉米型,但因為和水稻型有過雜交,因此基因組中會有一部分符合水稻型特征的基因位點。這也是之前被誤認為水稻型的原因”?! ?/p>
水稻型主要以水稻、谷子、雜草為食,玉米型則以玉米、高粱、甘蔗等作為主要食物,蕭玉濤介紹說,“水稻型目前只被報道存在于美洲,但因為當?shù)胤N植水稻較少,這些水稻型草地貪夜蛾多以草坪上的草為食,因此對糧食作物的危害不明顯。但如果它們?nèi)肭种袊?,那對種植水稻較多的我們,危害可能就很大。玉米型在非洲產(chǎn)生過很大的危害,嚴重的時候,可造成30%-70%的損失”。
草地貪夜蛾最高每天能擴散500公里
草地貪夜蛾入侵后,當即引起我國農(nóng)業(yè)部門的重視,投入了大量人力物力,并實施了多項防控措施。
之所以如此重視,是因為草地貪夜蛾的危害極大,同時擴散速度也極快,蕭玉濤說,“以玉米型草地貪夜蛾為例,它在玉米的任何階段都會造成巨大的危害,從幼苗到成熟,它都吃。同時,它擴散的速度也很快,它會遷飛,如果再借助風力,每天最高能擴散500公里”。
此外,草地貪夜蛾的繁殖速度同樣極快,蕭玉濤說,“草地貪夜蛾一個月一代,每只雌性草地貪夜蛾能產(chǎn)卵1000-2000枚?!?/p>
更重要的是,入侵中國的草地貪夜蛾,對我國常用的傳統(tǒng)農(nóng)藥有很高的抗性風險,基因測序證實了這一點,蕭玉濤說,“抗性相關基因掃描檢測發(fā)現(xiàn),入侵中國群體對傳統(tǒng)有機磷類農(nóng)藥、有機氯類農(nóng)藥和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥具有較高的抗性基因變異頻率,檢測結(jié)果也證實了這一點”。
草地貪夜蛾對不同農(nóng)藥的抗性水平。中國農(nóng)科院基因組研究所供圖
新型農(nóng)藥對草地貪夜蛾更有殺傷力
草地貪夜蛾對傳統(tǒng)的機磷類農(nóng)藥、有機氯類農(nóng)藥和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥具有更高的抗藥性,那什么樣的農(nóng)藥能起效呢?
對此,基因檢測也有新的發(fā)現(xiàn),蕭玉濤說,“抗性相關基因掃描檢測沒有檢測到對新型酰胺類農(nóng)藥和Bt毒素抗性基因變異位點,這意味著酰胺類農(nóng)藥、Bt(蘇云金芽孢桿菌)毒素和Bt作物可以有效防治草地貪夜蛾。
幸運的是,盡管是新型農(nóng)藥,但酰胺類農(nóng)藥、Bt農(nóng)藥在市場上并不少見,以酰胺類農(nóng)藥為例,市場上常見的如氯蟲苯甲酰胺、氯氟氰蟲酰胺、氟苯蟲酰胺等,都比較容易買到。
除此之外,基因檢測指出的特定基因點,對于各地及時檢測草地貪夜蛾是否發(fā)生基因變異,也有重要的指導作用,蕭玉濤解釋說,“我們等于提供了監(jiān)測的方法,各地的科研機構(gòu),都可以根據(jù)我們指出的基因點,監(jiān)測草地貪夜蛾是否發(fā)生變異,以便及時調(diào)整用藥”。
為何要檢測變異?蕭玉濤說,“舉例來說,一群1000只的草地貪夜蛾,其中只有10只是變異的,含有目前使用的農(nóng)藥的抗性基因。但我們沒發(fā)現(xiàn),農(nóng)藥打下去,990只死了,剩下10只有抗性基因的活著,它們只要一代,一個月時間,就能繁殖出10000只,這個10000只的新種群,就全部是帶有抗性基因的變異種,所以才要加強監(jiān)測,及時調(diào)整”。