昆虫谈个恋爱也能被外来基因调控浙大科

浙江新闻客户端记者何冬健通讯员柯溢能

进食中的小叶蛾

众所周知，基因是由父母到子女一代一代垂直传递的。然而浙大科学家最近发现，许多微生物在与昆虫共生时，会悄悄将其基因传递给昆虫。而在这些“外来者”的队伍里，有一种基因对昆虫求偶起到重要作用——没了它，雄性昆虫将拒绝“恋爱”，执着“单身”。

这项研究于北京时间7月18日深夜刊登在国际顶级期刊《细胞》上，浙江大学农业与生物技术学院昆虫科学研究所沈星星研究员、黄健华研究员、美国范德堡大学AntonisRokas教授为共同通讯作者。

这些外来基因之所以能无视传统遗传法则的禁锢，在生物进化树上神出鬼没，是因为它拥有一项独特的本领：像猴子那样，从一根树枝跳到另一根树枝。也就是说，它的转移是跨不同生物物种之间的水平转移。也因此，它们被叫做水平转移基因。

从个高质量的昆虫基因组和近50万个基因样本中，浙大科学家共鉴定获得个水平转移基因。“从来源来说，79%的外来基因是从细菌中获得，13.8%是从真菌中获得，2.6%是从病毒中获得，3%是从植物中获得，剩下1.6%我们尚未知道它的来源。”沈星星说。

“我们发现伴随着昆虫适应性进化，水平转移基因的结构和功能也随之变化。它们从受体昆虫基因组中获得了多次重复的一种叫内含子的片段，从而混入其中，达到‘存活’在昆虫基因组上的目的。”沈星星说，内含子的获得，一方面使水平转移基因的长度增加，达到其他昆虫自身基因的平均长度，另一方面使得其因的表达水平上升，有利于更好地发挥它们的生物学功能。

这个水平转移基因，经过岁月的冲刷，在昆虫体内到底发挥了什么作用？

研究团队选用了对白菜、西兰花等十字花科作物危害非常大的害虫小菜蛾，利用基因编辑技术这把“剪刀”，把蛾类与蝴蝶均拥有的、来源于李斯特菌的基因LOC剪去，最终获得了他们想要的突变体。

“我们惊奇地发现，相比较野生型小菜蛾，突变体小菜蛾后代数量减少了约70%，但是它们的生长发育，如体长、取食、生殖器官等均未受到影响。”黄健华说。

那么什么原因导致突变体小菜蛾后代数量急剧减少的呢？研究人员通过行为学实验进一步验证，发现突变体小菜蛾雄虫对雌虫的求偶欲望显著地降低了，也就是说，一旦缺少这个基因，雄虫求偶能力就急剧下降。

至此，本研究证实了水平转移基因LOC有助于增强雄虫对雌虫求偶行为，发现了细菌帮助昆虫求偶的“成人之美”新机制。同时，这一研究是世界首次报道”外来者”基因影响生物繁殖能力。

对于这项研究的前景，沈星星认为，他们发现了昆虫繁衍的“新钥匙”，这对未来重要农业害虫的绿色防控提供了新思路。“这种导致昆虫后代数量急剧降低的机制，可以应用于生物农药的制作，对于寻找害虫控制的新靶标和关键环节具有重要而深远的现实意义。”他说。

声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。邮箱

转载请注明：http://www.abuoumao.com/hykz/3111.html