科學家成功繪制出蚜蟲基因組圖譜

國際蚜蟲基因組聯盟已成功地對農業害蟲“蚜蟲”進行了基因組測序。根據對蚜蟲基因信息的解讀，研究人員期冀將來能開發出防治蚜蟲的有效方法。該研究成果發表于2月23日美國《公共科學圖書館·生物學》雜志的網絡版上。
　　蚜蟲是以植物的韌皮部流體為食物的小型昆蟲，不但以集團形式吸取植物的養分，而且是傳播植物病毒的媒介，給全世界農作物帶來巨大災害。蚜蟲能夠收納合成營養成分的共生細菌，并從一億年前逐代相傳，因此與各種微生物有著密切的關系。蚜蟲還可以適應環境條件的變化，不斷在單性繁殖和有性繁殖之間切換，變換自如地產生出各種表現形態。蚜蟲由于具有非常奇特的生物學特性，也因而成為基礎生物學研究重要的生物模型。
　　國際蚜蟲基因組聯盟的研究小組在北美采集到“豌豆蚜蟲”，并提取其DNA，利用鳥槍測序法（shotgun sequence method）對其基因序列進行排序。在全基因組5億個堿基對中，繪制了其中約4億5000萬個堿基對的序列圖譜。國際研究小組利用計算機對遺傳基因進行了預測，并對其中部分基因實行了手動結構驗證，以對自動預測結果進行修正。
　　結果發現，蚜蟲在昆蟲中具有數量最多的遺傳基因35000個。研究人員證實蚜蟲具有非常獨特的基因組特性：大量基因重復，重復基因在昆蟲中屬最多，約達2500組，總數13000個基因；免疫相關基因大量缺失；代謝相關基因組與蚜蟲巴克納氏菌構成輔助代謝體系；從共生細菌獲得10種以上的基因，多發現于菌細胞。
　　研究人員認為，大量重復基因的發現，如單性生殖基因、信號傳輸復制基因和對病毒媒介起重要作用的膜輸送相關基因，對揭開蚜蟲獨特特性的分子基礎起到了重要作用。蚜蟲放棄對來自外部微生物的攻擊能力，使其成功地與各種微生物形成共生。蚜蟲與共生細菌等各種異種生物就像一個生物一樣協調代謝，構筑成二者不可分的關系。
　　人們一般使用藥物對蚜蟲進行防治，但化學藥物防治害蟲損害人類健康及增加環境的負擔。近年來，已出現了對農藥具有耐藥性的蚜蟲群。此次蚜蟲基因組測序研究，不但使人們對蚜蟲的特異生物學特性有了更深入的了解，還將對發生學、進化學、生態學、動物學、微生物學等生物學的廣泛領域造成了巨大影響。