9月17日,由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所農(nóng)業(yè)入侵生物預(yù)防與監(jiān)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)牽頭,聯(lián)合中國(guó)農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所、浙江大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、CABI-亞洲中心、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)、美國(guó)堪薩斯大學(xué)、法國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院等單位,通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)和全基因組關(guān)聯(lián)分析完成蘋果蠹蛾染色體水平的基因組研究,并從基因復(fù)制和突變兩個(gè)角度揭示了蘋果蠹蛾在全球入侵過(guò)程中的寄主適應(yīng)性進(jìn)化和抗藥性的分子機(jī)制,為蘋果蠹蛾的綜合治理提供了新思路與新方法。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《自然通訊(Nature Communications)》上。
世界重大入侵害蟲蘋果蠹蛾原產(chǎn)于歐亞大陸南部地區(qū),以幼蟲鉆蛀到蘋果、梨等果實(shí)為害,造成嚴(yán)重落果。目前已入侵六大洲70個(gè)國(guó)家,在我國(guó)年發(fā)生面積約為75萬(wàn)畝,造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)3億元/年。蘋果蠹蛾對(duì)非疫區(qū)威脅的壓力持續(xù)增加,潛在經(jīng)濟(jì)損失將高達(dá)140億元/年。
該研究借助二代Illumina、三代PacBio、BioNano和Hi-C等高通量測(cè)序技術(shù),構(gòu)建了世界重大入侵害蟲蘋果蠹蛾高質(zhì)量的染色體水平的基因組,分析了其化學(xué)感受和抗藥性基因家族的進(jìn)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),蘋果蠹蛾氣味受體基因家族中多個(gè)基因在進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生了拷貝事件,其中包括OR3基因的拷貝,生成了OR3a和OR3b。同時(shí),通過(guò)對(duì)抗藥性相關(guān)基因家族的進(jìn)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(qiáng)其解毒代謝能力。研究發(fā)現(xiàn)與敏感品系相比,抗性品系(Raz-甲基谷硫磷和Rv-溴氰菊酯)個(gè)體中CYP6B2基因啟動(dòng)子區(qū)域有3個(gè)位點(diǎn)發(fā)生突變,預(yù)示著CYP6B2基因參與蘋果蠹蛾對(duì)甲基谷硫磷和溴氰菊酯兩種化學(xué)農(nóng)藥的抗性,進(jìn)一步功能研究揭示蘋果蠹蛾CYP6B2基因參與了甲基谷硫磷和溴氰菊酯類農(nóng)藥的抗性機(jī)制。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)捐贈(zèng)CABI發(fā)展基金資助。(通訊員 汪開(kāi)卷)
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