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深圳科學家成功破譯入侵物種“草地貪夜蛾”基因密碼

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深圳科學家成功破譯入侵物種“草地貪夜蛾”基因密碼

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基因組所相關負責人表示,草地貪夜蛾的防控攻堅戰仍在持續,該所將利用基因組學技術,持續監測各地發現的草地貪夜蛾,以便隨時掌握種群變化。在未來,他們還將嘗試通過基于基因編輯技術的防控手段發展新的草地貪夜蛾防控技術。

科研人員正在觀察草地貪夜蛾幼蟲。深圳商報記者 張妍 邢浩 攝


原標題:深圳破譯草地貪夜蛾基因密碼

“糧食殺手”草地貪夜蛾入侵我國后迅速蔓延,中國農科院深圳基因組研究所助力國家防控攻堅戰

深圳商報2019年06月17日訊 今年初,起源于美洲的草地貪夜蛾入侵我國,并在短短5個月蔓延到18省區,專家估計將在7月擴散到華北、東北地區,防控形勢嚴峻。

今日,一份由中國農科院深圳基因組研究所(下稱“基因組所”)牽頭完成的關于草地貪夜蛾入侵來源及生物型的研究成果報告在線發表在核心期刊《植物保護》上。另外,該所還與中國農科院植物保護研究所、全國農業技術推廣服務中心、英國蘭卡斯特大學及未來組生物科技有限公司合作完成了國內首份草地貪夜蛾基因組測序,該研究對于草地貪夜蛾風險評估、精準監測和科學防控具有重要指導意義。

基因組所相關負責人表示,草地貪夜蛾的防控攻堅戰仍在持續,該所將利用基因組學技術,持續監測各地發現的草地貪夜蛾,以便隨時掌握種群變化。在未來,他們還將嘗試通過基于基因編輯技術的防控手段發展新的草地貪夜蛾防控技術。

“打不死的小強”

在基因組所養蟲室,記者見到了草地貪夜蛾的真身,身長不過三四厘米、通體灰黑的草地貪夜蛾看似不起眼,卻是名副其實的“糧食殺手”。2017年被列入“世界十大植物害蟲”,2018年被聯合國糧農組織列入全球預警重大遷飛性害蟲。多年從事農業昆蟲研究的該所研究員蕭玉濤表示,這是一種罕見的害蟲,并以4個“特別”來形容它。

草地貪夜蛾2016年首次出現在非洲大陸,實現了西半球到東半球的入侵。2018年,擴散至亞洲大陸。

“國內植保專家對它知之甚少,并不清楚如何防控。”蕭玉濤說,正常濃度傳統農藥幾乎殺不死它,即使使用高濃度傳統農藥,它的死亡率也達不到預期。

除了特別難防治外,草地貪夜蛾還特別能吃。“常見的玉米螟、棉鈴蟲只在玉米的部分生長周期啃食穗或鉆蛀莖稈。而草地貪夜蛾從苗期到穗期都能危害玉米,根稈莖穗都是它的‘口糧’。”蕭玉濤表示,因此它登陸非洲時造成玉米田平均減產30%到70%。

第三是特別能生,草地貪夜蛾一代存活30天左右,雌蛾卻能產下1000到2000粒卵,假設都孵化成蛾,兩個月后1只就變成100萬只,三個月后就可達10億只。這種驚人的繁殖力比常見害蟲強2到5倍。

關鍵是它還特別能飛。研究發現,草地貪夜蛾夜間“好風憑借力”,能飛行100到500公里,如果溫度和風向均宜最遠能達千余公里。這也是草地貪夜蛾能在短時間內影響我國多省區的原因。

入侵種群是雜交后代

盡管草地貪夜蛾1月才入侵我國,但科研人員從2018年便開始關注它。

2018年8月,基因組所與英國蘭卡斯特大學合作開展草地貪夜蛾基因組測序工作。“我們獲得了在室內養殖多年的種群,本身純度已很高,同時我們又花了8個月時間,讓它純化了8代,再利用兩個月時間完成測序和分析。”科研人員告訴記者,在植保所與全國農技推廣中心的幫助下,他們還對我國13省(市、自治區)131個縣市的318份草地貪夜蛾樣品進行群體生物型分子特征鑒定,厘清了入侵中國的草地貪夜蛾的來源和具體生物型分子特征。

科研人員表示,草地貪夜蛾在美洲分為“玉米型”與“水稻型”兩種,顧名思義一種喜歡吃玉米,一種喜歡吃水稻。入侵我國的草地貪夜蛾被認為是“玉米型”,但隨后人們發現它主要以玉米、甘蔗和高粱為食,還偶爾啃食水稻、花生和蔬菜,據報道食譜上的“食物”多達300多種。為什么它入侵我國后口味如此多元化?

基因組所基于線粒體CO I基因進行分子標記,分析顯示入侵我國的草地貪夜蛾存在兩種基因型,是一個雜交后代演化而來的群體,種群保留了大量“玉米型”背景基因組,但也有少量“水稻型”基因。因此,這個種群理論上有可能進化出“水稻型”。蕭玉濤表示,這就提示下一步防控要密切關注水稻作物。“我國是全世界最大的水稻種植國,水稻種植面積超過4億畝,如果入侵種群進化出‘水稻型’,那么危害將更大。”

科研人員通過對比,找到了入侵我國的草地貪夜蛾的“老巢”。科研人員對收集到樣品的線粒體CO I序列特征進行比對,發現與美國佛羅里達州種群以及非洲樣品有很強的一致性。而且基于核基因組Tpi基因分析表明,所有樣品單倍型特點均為“玉米型”,由此推斷入侵我國的草地貪夜蛾群體是來源于美國佛羅里達州的地理種群。(記者 張妍 通訊員 趙華

[責任編輯:何暢]
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