農科院主頁 網站地圖 English
當前位置: 首頁» 媒體聚焦

[中國科學報]科學家破譯蘋果蠹蛾適應性和抗藥性分子機制

       点击数: 次      发布时间:2019-09-20

9月17日,《自然—通讯》在线发表“IAS1000(1000 种入侵物种基因组计划)”的首个合作成果,多国科学家联合从基因复制和突变两个角度,揭示了苹果蠹蛾在全球入侵过程中的寄主适应性进化和抗药性分子机制,为苹果蠹蛾的综合治理提供了新思路与新方法。

论文通讯作者,中国农科院植保所、深圳农业基因组研究所研究員万方浩告诉《中国科学报》,苹果蠹蛾(Cydia pomonella)是世界重大入侵害虫,原产于欧亚大陆南部地区,以幼虫钻蛀到苹果、梨等果实为害。目前已入侵六大洲70个国家,在我国年发生面积约为75万亩,造成的经济损失高达3亿元/年。苹果蠹蛾对非疫区威胁的压力持续增加,潜在经济损失将高达140亿元/年。

微信图片_20190919164536.jpg

蘋果蠹蛾蛀果危害及全球擴散分布圖

論文通訊作者、浙江大學教授李飛介紹,該研究借助二代Illumina、三代PacBio、BioNano和HiC等高通量測序技術,構建了高質量的染色體水平的蘋果蠹蛾基因組,分析了其化學感受和抗藥性基因家族的進化,並利用全基因組關聯分析鑒定了與化學農藥抗性相關基因的突變。

分析發現,蘋果蠹蛾氣味受體ORs基因家族的多個基因,在進化過程中發生了拷貝事件,包括蘋果蠹蛾寄主植物揮發物的主要化學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性進化機制。

通過對抗藥性相關基因家族的進化分析發現,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。研究人員通過幹擾CYP6B2基因,導致蘋果蠹蛾四齡幼蟲對兩種化學農藥的敏感性降低,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藥的抗性機制。

中國農科院深圳農業基因組研究所2018年牽頭發起了“IAS1000”,首批啓動了25個重要入侵動物/雜草、農業害蟲與資源動物的基因組測序工作。

萬方浩認爲,該論文的發表標志著IAS1000計劃首戰告捷。在國內外多家單位的共同努力下,目前薇甘菊、紫莖澤蘭、非洲大蝸牛、蘋果綿蚜、甜菜夜蛾的測序與分析工作已經完成,椰心葉甲、稻水象甲、番茄潛葉蛾等的基因組測序正在進行。

相關論文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-019-12175-9