Nature Ecology & Evolution揭示昆虫防御植物萜类毒素的分子机制

　　

植物和昆虫之间的协同进化促成了地球表面的生物多样性。植物通过产生新的化学防御物质获得了类群的适应性辐射，这反过来推动了专食性昆虫进化出新的反防御机制并发生适应性辐射。尽管这个逃逸-辐射的协同进化模型得到了普遍认可，但是一直缺乏遗传和分子机制方面的证据。2023年7月17日，Nature Ecology & Evolution期刊在线发表了浙江大学农学院黄佳教授课题组题为“Convergent resistance to GABA receptor neurotoxins through plant–insect coevolution”的研究论文，第一次给植物和昆虫之间3亿多年来的“化学军备竞赛”提供了宏观进化尺度上的实证。Science也同一时间发了新闻稿对该工作进行了报道。

该研究发现自上世纪50年代以来，昆虫为了适应有机氯杀虫剂的使用而产生的在GABA受体上的靶标抗性，其实是重演了昆虫防御同样靶向GABA受体的植物萜类毒素的适应性进化，揭示了两者在遗传机制上的相关性。论文的结果同时也表明，对天然产物抗虫机制的研究，不仅可以揭示新的分子靶标用于农药开发，还能帮助回答植物昆虫互作的关键科学问题。

浙大农学院昆虫所原博士生郭磊（现帝国理工学院博士后），原昆虫所博士后乔小木（现湘湖实验室副研究员）是论文的共同第一作者；浙大昆虫所黄佳教授和加州大学伯克利分校的Noah Whiteman教授是论文的共同通讯作者。昆虫所研究生周天浩，刘芷函和伯克利分校的研究生Diler Haji也参与了本研究。该研究得到了国家自然科学基金面上项目（32072496；32272571）的资助。黄佳课题组近年来在杀虫剂的靶标鉴定和靶标抗性领域取得了一系列重要成果，分别在Nature Ecology & Evolution（2023），Science Advances(2022)，Plos Genetics (2022)，eLife（2021）等期刊发表了多篇相关论文。

 

 

原文链接： https://www.nature.com/articles/s41559-023-02127-4

Science新闻链接：https://www.science.org/content/article/ancient-arms-race-has-helped-insects-gain-resistance-pesticides-again-and-again