2021年03月26日08:01 | 來(lai)源：科技(ji)日報小字號

原標(biao)題：植物到(dao)動物的功能基因轉移首獲證實

被聯(lian)合(he)國(guo)(guo)糧農(nong)組(zu)織(FAO)認定的迄今“超級害(hai)蟲(chong)”煙粉虱，具有一種類似“以子之矛(mao)、攻子之盾”的本領：其從寄(ji)生植(zhi)物(wu)那里獲(huo)得(de)了防御性(xing)基因(yin)。這是現代生物(wu)學誕生100多(duo)年來，研(yan)究(jiu)(jiu)證實植(zhi)物(wu)和動物(wu)之間(jian)存在功能(neng)性(xing)基因(yin)水平轉移(yi)現象。國(guo)(guo)際科學期刊《細胞》25日在線發(fa)表了由(you)中國(guo)(guo)農(nong)業科學院蔬菜花卉研(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)張友軍團隊歷經20年追(zhui)蹤研(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)得(de)的這一驚人發(fa)現。

“大自然(ran)真是太精(jing)妙、神奇(qi)了(le)”。團隊首席、中國農科院(yuan)蔬菜花卉所所長(chang)張友軍(jun)研究(jiu)員表示，精(jing)妙在于，動(dong)(dong)物(wu)(wu)和(he)(he)動(dong)(dong)物(wu)(wu)之(zhi)間(jian)、植(zhi)物(wu)(wu)和(he)(he)植(zhi)物(wu)(wu)之(zhi)間(jian)存(cun)在一些為人所知(zhi)或不為人知(zhi)的互動(dong)(dong)關(guan)系(xi)，而(er)現(xian)在知(zhi)道(dao)，這(zhe)樣神奇(qi)的互動(dong)(dong)關(guan)系(xi)在動(dong)(dong)物(wu)(wu)和(he)(he)植(zhi)物(wu)(wu)之(zhi)間(jian)同(tong)樣存(cun)在。

從2001年起，張友軍(jun)就對(dui)煙粉虱產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)興趣，關注重點為(wei)，它(ta)為(wei)何具有如此異乎尋(xun)常的(de)(de)“極度多食性”(已知其食物(wu)“菜單”包括600種(zhong)(zhong)以上植物(wu))，同(tong)時又是(shi)病(bing)毒(du)的(de)(de)超級(ji)載體(已報道它(ta)能夠(gou)傳播(bo)300余種(zhong)(zhong)病(bing)毒(du))?而(er)這正是(shi)它(ta)極易暴發(fa)成災的(de)(de)主因(yin)。現代生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)信(xin)息學和分子生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)學以及生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)化學、轉基(ji)因(yin)、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)學測定等方法為(wei)研(yan)究突破帶來可能。

初次轉機(ji)出(chu)現在2013年7月，張(zhang)友軍(jun)團(tuan)隊在對(dui)煙粉虱作基(ji)因組測序時(shi)發(fa)(fa)現其體內的植物源(yuan)基(ji)因。“剛發(fa)(fa)現時(shi)我(wo)們也(ye)很吃驚。”論文共(gong)同作者、中國農(nong)科院蔬菜花卉(hui)所(suo)已(yi)出(chu)站博士后楊澤眾表示。此后，團(tuan)隊運用同源(yuan)基(ji)因進化(hua)分析和異源(yuan)蛋白表達技術等手(shou)段，證(zheng)實(shi)了它是一種來源(yuan)于(yu)植物的名為PMaT的基(ji)因。

張友軍解(jie)釋，在(zai)植(zhi)(zhi)物和(he)昆(kun)蟲的共(gong)進(jin)化過程(cheng)中，植(zhi)(zhi)物能夠產(chan)生有毒的次級代謝產(chan)物(比如常見(jian)的酚糖)來防御昆(kun)蟲侵害(hai);但是酚糖在(zai)充當植(zhi)(zhi)物“鎧甲”的同時，其過量表達又對(dui)植(zhi)(zhi)物本身(shen)生長發育不(bu)利(li)，于是植(zhi)(zhi)物就利(li)用PMaT基因代謝酚糖來降毒。

煙粉虱(shi)(shi)“盜用”了植(zhi)物源PMaT解毒基(ji)因(yin)(yin)變(bian)成(cheng)自己的(de)BtPMaT1基(ji)因(yin)(yin)(這(zhe)一(yi)基(ji)因(yin)(yin)水平(ping)轉移(yi)事件(jian)發生(sheng)(sheng)在(zai)距今3500萬(wan)年(nian)—8600萬(wan)年(nian)間)，這(zhe)些基(ji)因(yin)(yin)由原(yuan)子構(gou)成(cheng)的(de)若干組堿基(ji)表達，在(zai)被煙粉虱(shi)(shi)“偷盜”之(zhi)(zhi)(zhi)后，其結構(gou)基(ji)本(ben)不變(bian)，功能大(da)致相(xiang)當。煙粉虱(shi)(shi)由此獲得了對大(da)多數植(zhi)物“免疫”的(de)本(ben)領(ling)，這(zhe)正是巧妙的(de)“以子之(zhi)(zhi)(zhi)矛、攻(gong)子之(zhi)(zhi)(zhi)盾”的(de)生(sheng)(sheng)物防御策略(lve)。

該論文(wen)將是我國農業害蟲(chong)研究領(ling)域首篇《細(xi)胞(bao)》論文(wen)，將以(yi)封面文(wen)章于4月1日正式出版(ban)。在(zai)評審階段，3位《細(xi)胞(bao)》專業審稿(gao)人幾乎(hu)是以(yi)一(yi)種“歡呼”的(de)姿態，對該論文(wen)作出了積極評價。

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