科學(xué)家對科羅拉多馬鈴薯甲蟲的基因組進行測序
研究人員首次繪制了科羅拉多馬鈴薯甲蟲(Leptinotarsa decemlineata)的整個基因組圖譜,這是一種最具挑戰(zhàn)性的農(nóng)業(yè)害蟲。該結(jié)果顯示在該雜志科學(xué)報告。
科羅拉多馬鈴薯甲蟲,也被稱為科羅拉多甲蟲,十條紋長矛,十字形馬鈴薯甲蟲或馬鈴薯蟲,被廣泛認(rèn)為是世界上最成功的全球入侵昆蟲食草動物之一,管理成本不斷提高每年數(shù)千萬美元,未管理的預(yù)計成本達(dá)到數(shù)十億美元。
1859年,美國中西部的甲蟲首次被鑒定為有害生物,之后從其原生寄主植物buffalobur茄屬(Solanum rostratum)擴展到馬鈴薯(Solanum tuberosum)。
為了更好地了解這種頑強的害蟲,威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的昆蟲學(xué)家Sean Schoville及其同事對其基因組進行了測序,探測其基因,尋找其對新環(huán)境和殺蟲劑的驚人適應(yīng)性的線索。
Schoville博士說:“試圖開發(fā)新型殺蟲劑的所有努力都只是通過這樣的害蟲從水中吹出來,可以很快克服它。”
“這對馬鈴薯種植者和試圖管理它的農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)家提出了挑戰(zhàn)。從進化的角度來看,它只是令人著迷。“
在科羅拉多甲蟲基因組中,研究人員發(fā)現(xiàn)了一系列用于消化植物蛋白的多樣化基因,幫助甲蟲在宿主身上茁壯成長。
甲蟲也有更多的基因用于感知苦味,可能是因為他們喜歡苦澀的茄屬植物家族,其中馬鈴薯是其中的一員。
但是當(dāng)談到害蟲臭名昭著的克服殺蟲劑的能力時,作者驚訝地發(fā)現(xiàn)科羅拉多甲蟲的基因組看起來很像它不那么耐寒的表親。
他們沒有找到新的抗性相關(guān)基因來解釋昆蟲的頑強性。
“所以這很有趣 - 它不是通過多樣化他們的基因組,添加新的基因,這可以解釋農(nóng)藥的快速進化,”Schoville博士說。
“所以它給我們留下了一大堆新問題,以追求它是如何運作的。”
“這個基因組將做的是讓我們能夠詢問有關(guān)昆蟲的各種新問題,為什么它們是害蟲以及它們是如何進化的。這就是我們?yōu)榇烁械脚d奮的原因,“共同作者,佛蒙特大學(xué)的Yolanda Chen博士說。
該基因組還提供了甲蟲已知的對替代控制系統(tǒng)(稱為RNA干擾或簡稱RNAi)的敏感性的線索。
核酸RNA將遺傳指令從DNA轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì),RNAi使用基因特異性RNA鏈來干擾和降解這些信息。
在甲蟲中,RNAi可用于膠粘其細(xì)胞機器并充當(dāng)一種殺蟲劑。
科羅拉多甲蟲具有擴展的RNAi加工途徑,這意味著它特別適合于實驗RNAi控制方法。
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