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热烈祝贺我所张传溪教授团队成功解析稻飞虱和共生菌互作基因组

编辑:admin 时间:2014-12-24 访问次数:984

   

        褐飞虱是一种长距离迁飞、专门以水稻韧皮汁液为食的害虫,近几十年里频繁爆发成灾,对我国粮食安全构成了极大威胁。为了研发新的防控褐飞虱危害的技术与方法,我所张传溪教授带领的团队在程家安教授的大力支持下,与华大基因团队合作,成功地解析了褐飞虱和两种体内共生菌互作的基因组,该研究成果发表在2014年12月3日的Genome Biology (IF=10.5)上(http://genomebiology.com/2014/15/12/521/abstract )。论文的第一作者为我所博士生薛建,通讯作者除张传溪教授外,还有鲍艳原副教授和程家安教授等。

    他们的研究发现,水稻韧皮汁液营养组成成份极不平衡,不能满足稻飞虱正常生长发育需要。为了更好地适应专一的水稻寄生生活,褐飞虱与一种子囊真菌YLS和细菌Arsenophonus nilaparvatae组成了共生系统。通过对褐飞虱、真菌YLS和内共生细菌基因组分析,发现褐飞虱缺少的10种必需氨基酸合成能力,在YLS中都能找到对应的氨基酸合成基因;还发现YLS有能力利用尿酸,跟褐飞虱一块形成了氮素循环的完整途径。YLS能合成酵母甾醇中间产物,褐飞虱参与利用酵母甾醇中间产物进一步合成胆固醇,从而形成完整的胆固醇合成途径。另外,YLS和褐飞虱在维生素生物合成途径上都有缺陷,但共生细菌带有完整的维生素B合成途径,预示这种共生细菌为褐飞虱提供维生素。研究成果解释了这些位于宿主脂肪体内的共生菌是如何与宿主“狼狈为奸”,使褐飞虱能仅依赖水稻汁液就能快速繁殖成灾的内在机理。这项研究成果为通过切断褐飞虱-共生真菌-共生细菌营养途径防治稻飞虱提供了新的视野,也给后续的不同种群间差异、迁徙途径的研究提供了基因组基础。

    本研究得到了国家973项目“稻飞虱灾变机理和可持续治理的基础研究”等的支持。