安農(nóng)大學(xué)者破解昆蟲生命可“暫停”之謎

記者6月4日從安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校植物保護(hù)學(xué)院王耀輝教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心詹帥研究員團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)了調(diào)控昆蟲滯育中發(fā)揮關(guān)鍵作用的一項(xiàng)生物鐘基因，揭開(kāi)“滯育”這一神奇現(xiàn)象的分子奧秘。這項(xiàng)突破性成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。

昆蟲是地球上分布最廣、數(shù)量最大的動(dòng)物類群。面對(duì)嚴(yán)冬、食物短缺等惡劣環(huán)境，許多昆蟲都演化出一種生存策略——滯育，在特定時(shí)期給自己的生命按下“暫停鍵”，以“假死”狀態(tài)熬過(guò)艱難時(shí)刻。但因?yàn)槔ハx種類眾多，滯育發(fā)生時(shí)期和生活史策略多變，其中的遺傳調(diào)控機(jī)制極少得到解析，這也成了世界性難題。

此次，聯(lián)合科研人員以經(jīng)濟(jì)昆蟲家蠶和農(nóng)業(yè)害蟲玉米螟為研究對(duì)象，通過(guò)傳統(tǒng)正向遺傳學(xué)、基因組大數(shù)據(jù)分析、基因組編輯和昆蟲行為學(xué)等一系列實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)昆蟲滯育的關(guān)鍵在于一個(gè)名為Cycle的生物鐘基因。

這個(gè)基因就像一位魔術(shù)師，能通過(guò)“變裝”產(chǎn)生A、B、C亞型的三種不同“變體”：A和B亞型調(diào)控昆蟲的晝夜節(jié)律，讓其保持正常的作息；C亞型調(diào)控昆蟲的滯育，使昆蟲能夠響應(yīng)低溫或短日照信號(hào)，進(jìn)入滯育狀態(tài)。

科研人員還進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，這一調(diào)控機(jī)制在蛾類和蝴蝶中已保守存在了1.1億年。

該項(xiàng)研究是昆蟲季節(jié)性適應(yīng)領(lǐng)域的重大突破，為理解生命如何與環(huán)境互動(dòng)提供了新理論，對(duì)掌握害蟲的種群發(fā)生規(guī)律、保障國(guó)家糧食安全、促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面具有重要意義。（記者 陳婉婉）