昆蟲(chóng)科學(xué)研究所張傳溪教授團(tuán)隊(duì)成功解析稻飛虱和共生菌互作基因組
時(shí)間：2021-04-13 09:25:02學(xué)院：農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)院學(xué)校：浙江大學(xué)
褐飛虱是對(duì)全世界最重要的食物作物水稻最具破壞性的害蟲(chóng)，近幾十年頻頻爆發(fā)，對(duì)我國(guó)糧食安全構(gòu)成很大威脅。褐飛虱是一種長(zhǎng)距離遷飛、專(zhuān)門(mén)以水稻韌皮汁液為食的害蟲(chóng)。最近，浙江大學(xué)昆蟲(chóng)科學(xué)研究所張傳溪教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在程家安教授大力支持下與華大基因團(tuán)隊(duì)合作，成功解析褐飛虱和兩種體內(nèi)共生菌互作基因組，研究成果發(fā)表在12月3日的Genome Biology (IF=10.5)上（http://genomebiology.com/2014/15/12/521/abstract ）。文章的第一作者為浙江大學(xué)昆蟲(chóng)科學(xué)研究所博士生薛建，通訊作者除張傳溪外，還有鮑艷原、程家安等。
水稻韌皮汁液營(yíng)養(yǎng)組成成份極不平衡，不能滿足稻飛虱正常生長(zhǎng)發(fā)育需要。為了更好地適應(yīng)專(zhuān)一的水稻寄生生活，褐飛虱與一種子囊真菌YLS和細(xì)菌Arsenophonus nilaparvatae組成了共生系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)褐飛虱、真菌YLS和內(nèi)共生細(xì)菌基因組分析，發(fā)現(xiàn)褐飛虱缺少的10種必需氨基酸合成能力，在YLS中都能找到對(duì)應(yīng)的氨基酸合成基因；還發(fā)現(xiàn)YLS有能力利用尿酸，跟褐飛虱一塊形成了氮素循環(huán)的完整途徑。YLS能合成酵母甾醇中間產(chǎn)物，褐飛虱參與利用酵母甾醇中間產(chǎn)物進(jìn)一步合成膽固醇，從而形成完整的膽固醇合成途徑。另外，YLS和褐飛虱在維生素生物合成途徑上都有缺陷，但共生細(xì)菌帶有完整的維生素B合成途徑，預(yù)示這種共生細(xì)菌為褐飛虱提供維生素。研究成果解釋了這些位于宿主脂肪體內(nèi)的共生菌是如何與宿主“狼狽為奸”， 使褐飛虱能僅依賴(lài)水稻汁液就能快速繁殖成災(zāi)。本研究成果為通過(guò)切斷褐飛虱-共生真菌-共生細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)途徑防治害蟲(chóng)提供了新視野，也給后續(xù)的不同種群間差異、遷徙途徑的研究提供了基因組基礎(chǔ)。
該研究得到了國(guó)家973項(xiàng)目“稻飛虱災(zāi)變機(jī)理和可持續(xù)治理的基礎(chǔ)研究”等的支持。
（昆蟲(chóng)科學(xué)研究所）
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