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雲南農大發現“幺蛾子”命門

2020年11月26日 15:32:38 來源: 昆明日報

草地貪夜蛾在雲南省潛在適生區分布情況。雲南農大供圖

  10月27日,一篇關于草地貪夜蛾耐藥基因組的研究成果論文在線發表于細胞生物學權威期刊《蛋白質與細胞》上。這是迄今為止,世界上對草地貪夜蛾最為全面也是質量最高的基因組研究。

  值得關注的是,這個世界領先的研究成果,出自雲南農業大學盛軍教授團隊。“説得直白一點,找到了它的耐藥基因組,我們也可以逆向找到它的致命基因、短板,對我們尋求治蟲‘武器’會有很大幫助。”盛軍説。不僅如此,這份研究成果還能為其他重大生物災害防控提供借鑒和參考,對提升我國外來物種入侵的防范和應對能力,降低外來入侵物種對中國農業生物多樣性的威脅,確保國家生物安全具有重要意義。

  雲南120余個縣受危害

  “這就是個‘幺蛾子’,一點不錯。”桂富榮從一個長得與冰櫃類似的恒溫恒濕實驗箱中拿出一個培養皿。培養皿中放著的新鮮玉米嫩葉上,是草地貪夜蛾的卵塊。

  作為盛軍教授團隊中的一員,經過一年多的研究,從事外來入侵物種研究的桂富榮對這種來自美洲熱帶和亞熱帶地區的“外來客”已經非常熟悉。

  “這種‘幺蛾子’特別能飛,每晚可飛行100公裏,它們還擅長群體作戰,很快能啃光一整片玉米地,啃完後列隊遷移到下一片地,外號‘行軍蟲’。它們的繁殖速度還特別快,雌蛾一生可多次交配産卵,一般産卵700-900粒,在溫暖的條件下,可産6-10塊卵,每塊100-200粒卵,最多可産卵1500-2000粒。”桂富榮説。

  在恒溫恒濕實驗箱中,除了草地貪夜蛾的卵塊,還有它的幼蟲、蛹和成蟲(蛾子)。

  盡管外觀與一般的飛蛾區別不大,但這種“幺蛾子”將給雲南乃至全中國的農業帶來嚴重影響。

  2019年1月,雲南省植保植檢站報告,在普洱市江城縣發現疑似草地貪夜蛾幼蟲危害。不到2個月時間,包括普洱在內的雲南3市(州)11縣(市)發現草地貪夜蛾在冬玉米田發生危害。不完全統計顯示,自首次發現草地貪夜蛾以來,這種“幺蛾子”已經對雲南120多個縣造成了危害。“早在去年1月,盛軍教授就注意到了草地貪夜蛾可能會對雲南造成的危害。5月份,我們確定了研究課題,開始對草地貪夜蛾進行研究,我們到玉溪元江採回樣蟲進行室內培育研究。”桂富榮介紹。

  “幺蛾子”食譜非常廣泛

  “草地貪夜蛾分兩類,一類是玉米型,一類是水稻型,入侵雲南的這種是玉米型。”盛軍介紹。

  通過一段時間的生物學特性研究,盛軍團隊發現,草地貪夜蛾從玉米的苗期一直到穗期都有危害,以在新葉中和果穗上鑽蛀為害,嚴重威脅玉米的産量和質量。在美國佛羅裏達州,草地貪夜蛾造成玉米減産20%;在拉丁美洲的洪都拉斯,其造成玉米減産達到40%。

  但除了玉米,“幺蛾子”愛吃的還有很多。桂富榮介紹,草地貪夜蛾寄主范圍廣,除玉米外,寄主還有甘蔗、小麥、馬鈴薯、高粱、生姜等,在室內條件下,3齡以後尤其是6齡幼蟲也能吃煙草葉片。

  關鍵的是,它們的食譜非常廣泛,有苜蓿、大麥、蕎麥、棉花、燕麥、粟、花生、黑麥草、甜菜、蘇丹草、大豆、番茄、洋蔥、小麥等70多科350余種植物。可以説,潛在威脅巨大。

  盛軍團隊發現,草地貪夜蛾一旦在雲南“興風作浪”,將會帶來巨大的經濟損失。根據雲南省統計年鑒中2017年主要農作物面積和産量數據,盛軍團隊運用市場價格法初步建立草地貪夜蛾危害損失模型,對草地貪夜蛾入侵雲南後可能造成的經濟損失進行了預測。研究成果顯示,草地貪夜蛾在雲南的適生區范圍廣泛,其高適生區面積達17.85萬平方公裏,約佔雲南省國土面積的50%,在玉米、烤煙、薯類和甘蔗4類主要農作物10%發生面積水平上可能對雲南農業造成的經濟損失高達上億元人民幣。

  借助基因手段治理“幺蛾子”

  光是了解“幺蛾子”的生物習性,並不足以找到治理“幺蛾子”的對策。

  事實上,在過去的一百多年間,人類也嘗試過用農藥來治理草地貪夜蛾蟲患,但草地貪夜蛾的抗藥性,以及農藥帶來的環境污染成了治理草地貪夜蛾蟲患的難點。

  2019年,盛軍團隊與華大基因聯手,對“幺蛾子”展開了基因測序研究。研究人員對雲南的兩只草地貪夜蛾成蟲個體進行大片段基因組DNA提取、建庫、測序和組裝,這是全球首次完成草地貪夜蛾染色體級別的基因組組裝,為草地貪夜蛾防治提供了新的途徑。通過多組學技術的整合,該團隊完成了草地貪夜蛾染色體水平基因組的測序分析,成功破譯草地貪夜蛾的耐藥基因,為深入研究草地貪夜蛾——這一聯合國糧農組織全球預警的重大農業害蟲的入侵擴散機理和制定有效防控策略奠定了堅實基礎。同時,研究人員也在雲南發現了草地貪夜蛾的兩種天敵,它們對草地貪夜蛾等鱗翅目害蟲有自然控制作用。在獲得染色體水平基因組的基礎上,研究人員進一步測定了23種農藥處理後的草地貪夜蛾轉錄組水平差異,發現不同農藥處理後的草地貪夜蛾轉錄組譜産生了不同的變化,幾個與解毒相關的基因,對農藥處理産生了特異性反應。該研究結果有助于更有效地理解草地貪夜蛾對農藥的抗性水平,為制定有效的防控措施提供依據。(記者 李雙雙) 

[責任編輯: 徐華陵 ]
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