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科学家对科罗拉多马铃薯甲虫的基因组进行测序

研究人员首次绘制了科罗拉多马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata)的全基因组图谱,该马铃薯是最具挑战性的农业害虫之一。该结果显示在该杂志科学报告。

科罗拉多马铃薯甲虫(又称科罗拉多甲虫),十条长矛手,十行马铃薯甲虫或马铃薯小虫,被广泛认为是世界上最成功的全球入侵昆虫食草动物之一,其持续管理成本达到每年数千万美元,如果不加以管理,预计成本将达数十亿美元。

甲虫于1859年从其原生寄主植物水牛夜茄(Solanum rostratum)扩展到马铃薯(Solanum tuberosum)后首次在美国中西部被确定为害虫。

为了更好地了解这种顽强的害虫,威斯康星大学麦迪逊分校的昆虫学家肖恩·斯科维尔(Sean Schoville)及其同事对它的基因组进行了测序,并对其基因进行了探索,以寻找其对新环境和杀虫剂的惊人适应性的线索。

Schoville博士说:“尝试开发新的杀虫剂的所有努力只是被这样一种害虫吹出了水,这种害虫可以很快地克服它。”

“这对马铃薯种植者和试图对其进行管理的农业昆虫学家构成了挑战。从进化的角度来看,这很令人着迷。”

在科罗拉多甲虫基因组中,研究人员发现了用于消化植物蛋白的多种多样的基因,有助于甲虫在其宿主上繁衍生息。

甲虫还具有更多可感测苦味的基因,这可能是由于它们更喜欢苦的茄属植物,而马铃薯是其中的一员。

但是,当谈到该害虫的臭名昭著的克服杀虫剂能力时,作者惊讶地发现科罗拉多甲虫的基因组看起来与其耐性较低的表亲相似。

他们没有找到新的与抗性相关的基因来解释昆虫的顽强性。

Schoville博士说:“因此,这很有趣-并非通过分散其基因组,添加新基因来解释农药的快速发展。”

“因此,我们面临着一大堆新问题来寻求解决方法。”

“这个基因组将使我们能够提出有关昆虫的各种新问题,为什么它们是害虫以及它们如何进化。这就是为什么我们对此感到兴奋的原因。”合著者,佛蒙特大学的Yolanda Chen博士说。

该基因组还为甲虫对另一种控制系统(称为RNA干扰,简称RNAi)的已知敏感性提供了线索。

核酸RNA将遗传指令从DNA转换成蛋白质,RNAi使用RNA的基因特异性链来干扰和降解这些信息。

在甲虫中,RNAi可用于增强其细胞机制并充当一种杀虫剂。

科罗拉多甲虫具有扩展的RNAi处理途径,这意味着它可能特别适合于实验性RNAi控制方法。

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