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是什么让褐飞虱穿上了“防水衣”
作者:新海燕论坛官网   发布时间:2019-12-18 03:45

  )是水稻专食性害虫,具有长距离迁飞的习性,给我国及亚洲许多国家的水稻生产带来非常严重的影响,是亚洲“头号”水稻害虫。褐飞虱为害猖獗的田间,稻株大面积的枯死倒伏(俗称“虱烧”),粮食严重减产,甚至绝收。近几十年来,每年褐飞虱危害水稻的面积都在万吨。此外,褐飞虱的抗农药能力极强,很难对付。为了防治褐飞虱而大量频繁的使用杀虫剂,不仅严重破坏了生态平衡,加剧了环境和农产品的农药污染,还威胁到我国的生态安全。因此,对褐飞虱的防治研究刻不容缓。

  褐飞虱的一生在水稻田间度过,稻田温度高、湿度大,是一种特殊的水体环境。褐飞虱不像水黾、蚊子那样体表密布细毛却能自如地在水面上活动,甚至还能抵抗大雨的冲刷。那么,到底是什么赋予了褐飞虱“防水衣”?褐飞虱能够在水面上漂浮和跳跃的秘诀又是什么?

  该基因编码一种脂酰辅酶A还原酶(FAR),与褐飞虱体表碳氢化合物的合成密切相关。FAR能将脂肪酸转化为脂肪醇,目前在昆虫中报道的FAR主要作用为参与信息素以及昆虫体表醇类及蜡酯的合成,该研究首次发现FAR参与昆虫体表碳氢化合物的合成。碳氢化合物是昆虫体表脂质最丰富的组分,是决定昆虫表皮保水和防水功能的主要物质。

  研究团队对褐飞虱若虫进行RNAi实验,结果表明,沉默了NlFAR基因的褐飞虱在生长过程中极易被水甚至是自身排泄的蜜露粘附,因呼吸和运动受限而死亡(图1),进一步利用扫描电镜观察发现其体表脂质层缺失(图2),同时气质联用数据显示其体表碳氢化合物含量显著减少。然而,体表碳氢化合物含量的减少对褐飞虱的抗干燥性无显著性影响,在模拟降雨实验中,却会导致褐飞虱短时间内快速死亡。

  该项研究为进一步探究FAR在昆虫脂质合成通路中的作用提供了理论参考依据,同时沉默NlFAR基因相当于脱掉了褐飞虱的“防水衣”,这对开发绿色、有效、可持续的褐飞虱防治新策略具有重要潜在实际价值。

  浙江大学水稻生物学国家重点实验室和昆虫科学研究所的张传溪教授为论文通讯作者,博士生李丹婷为第一作者。该项研究得到了国家自然科学基金重点项目的资助。

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