科学家破译苹果蠹蛾适应性和抗药性分子机制

9月17日，《自然通讯》在网上公布了第一个合作成果——1000(1000种入侵物种的基因组计划)。来自多个国家的科学家从基因复制和突变的角度共同揭示了苹果蠹蛾在全球入侵过程中的寄主适应性进化和抗药性分子机制，为苹果蠹蛾的综合治理提供了新思路和新方法。

《通讯》的作者、中国农业科学院植物保护研究所和深圳农业基因组研究所的研究员万在接受《中国科学报》采访时表示，苹果蠹蛾是世界上一种主要的入侵害虫，原产于欧亚大陆南部，在苹果和梨等水果上寄生有幼虫。目前，它已入侵六大洲的70个国家，在中国每年覆盖面积达75万亩，每年造成的经济损失高达3亿元。苹果蠹蛾对非疫区的压力持续增加，潜在经济损失高达140亿元/年。

纵坑切梢小蠹对果实的危害及其全球分布图

本文作者、浙江大学李飞教授介绍，本研究借助高通量测序技术，如第二代Illumina、第三代PacBio、BioNano和HiC，构建了高质量的染色体水平的苹果蠹蛾基因组，分析了其化学感受性和抗药性基因家族的进化，并利用全基因组关联研究，鉴定了与化学农药抗性相关的基因突变。

分析表明，苹果蠹蛾气味受体ORs基因家族的几个基因在进化过程中存在拷贝事件，包括梨酯OR3受体基因，梨酯是苹果蠹蛾寄主植物挥发物的主要化学成分，产生OR3a和OR3b。研究表明，OR3a和OR3b是梨酯和性信息素的受体基因，具有互补和协同作用，揭示了苹果蠹蛾在全球扩展过程中的寄主适应性进化机制。

通过对抗药性相关基因家族的进化分析，发现苹果蠹蛾基因组中大量的P450基因可能增强其解毒代谢。通过对CYP6B2基因的干扰，降低了苹果蠹蛾4龄幼虫对两种化学农药的敏感性，死亡率显著高于对照，而对吡虫啉的敏感性没有显著变化，从而揭示苹果蠹蛾CYP6B2基因参与了甲基谷硫磷和溴氰菊酯农药的抗性机制。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所在2018年率先推出了IAS1000。第一批开始对25种重要的入侵动物/杂草、农业害虫和资源动物进行基因组测序。

万认为，该报的发表标志着IAS1000的首次胜利。在国内外多个单位的共同努力下，已经完成了薇甘菊、紫茎泽兰、非洲蜗牛、棉蚜和甜菜夜蛾的基因组测序和分析，以及椰心叶甲、稻象甲、番茄斑潜蝇等的基因组测序。正在进行中。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-019-12175-9