2021 年3 月25 日，《細(xì)胞（Cell）》以封面論文的形式發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所張友軍團(tuán)隊(duì)的最新研究成果。該研究在國(guó)際上首次揭示了煙粉虱在距今3 500 萬(wàn)年～8 600 萬(wàn)年之間，通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移方式“偷竊”植物源解毒基因，進(jìn)而分解掉植物的防御性物質(zhì)，使自身可直接取食600 多種植物。該研究不但發(fā)現(xiàn)昆蟲“以子之矛，攻子之盾”的進(jìn)化現(xiàn)象，還為探索昆蟲適應(yīng)性進(jìn)化規(guī)律開辟了新的視角，是多食性昆蟲廣泛寄主適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制研究的重大突破，創(chuàng)新了害蟲種群暴發(fā)危害理論。該研究將為研發(fā)煙粉虱精準(zhǔn)綠色防控技術(shù)提供全新思路。

據(jù)張友軍研究員介紹，在漫長(zhǎng)的植物和昆蟲的共進(jìn)化過(guò)程中，植物產(chǎn)生多種次生物質(zhì)抵御昆蟲的為害，酚糖類物質(zhì)就是其中典型的代表。酚糖廣泛存在于各種植物中，它能夠抑制昆蟲取食，影響昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育，甚至對(duì)昆蟲有致死作用。煙粉虱是能夠?yàn)楹?00 多種植物的“超級(jí)害蟲”，因此，必然存在能夠解毒酚糖的機(jī)制。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)比較基因?qū)W和生物信息學(xué)的方法發(fā)現(xiàn)，在煙粉虱的基因組中存在1 個(gè)植物源基因——酚糖丙二?；D(zhuǎn)移酶。研究人員利用分子生物學(xué)和進(jìn)化分析等手段證實(shí)該基因是植物源的水平轉(zhuǎn)移基因。在植物中，酚糖丙二?；D(zhuǎn)移酶能夠分解酚糖，從而使植物免受酚糖過(guò)量積累對(duì)自身造成的傷害。進(jìn)一步研究也證實(shí)煙粉虱活體能夠分解酚糖。研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，干擾該基因能夠顯著增加煙粉虱成蟲的死亡率，并抑制煙粉虱產(chǎn)卵。更為重要的是，持續(xù)干擾該基因能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煙粉虱的完全防控，而對(duì)非靶標(biāo)的節(jié)肢動(dòng)物蚜蟲和二斑葉螨沒有任何影響。