我國科學家在《Cell》雜志發表有關農業害蟲煙粉虱重磅研究論文
既不兇神惡煞，又非丑陋不堪，相反還帶著一點柔弱，一絲嬌嫩。這樣一個白色或者灰黃色的，比芝麻粒還小的小飛蟲，竟然被聯合國糧農組織認定為世界第二大害蟲，也是迄今為止唯一被冠以“超級害蟲”的農業害蟲。它，就是煙粉虱。
張友軍研究員介紹20年來團隊對煙粉虱的研究過程。
100多年前，煙粉虱最早在希臘的煙草上被發現，故而得名。在20世紀80年代以前，煙粉虱主要是在一些產棉國如蘇丹、埃及、印度、巴西、伊朗、土耳其、美國等國家的棉花上造成一定損失，很長一段時間不是中國主要的農業害蟲。自上世紀90年代中后期，該蟲陸續在全國范圍內發生危害，其中對蔬菜、棉花等作物生產危害最為嚴重。在北京，煙粉虱對黃瓜、番茄、茄子、甜瓜和西葫蘆的危害損失，嚴重時可達七成以上。
煙粉虱不僅通過刺吸作物的汁液造成直接傷害，還能分泌蜜露誘發煤污病等植物真菌病害，傳播300余種植物病毒病。2009年，僅煙粉虱傳播的番茄黃化曲葉病就給我國番茄產業造成了100多億元的損失。它幾乎什么都能吃，超過600余種植物都是它的盤中餐，而且適應性極強，很容易暴發成災。更令人頭疼的是，煙粉虱還具有發展抗藥性的巨大潛力，目前已經顯示出對超過50種殺蟲劑有效成分的抗性。
科學家告訴我們，在大自然奇妙的進化過程中，植物能夠產生一些有毒的物質來保護自己，減少昆蟲侵害，如酚糖就是常見的植物防御化合物。但有些專食性昆蟲如楊柳科的專食性害蟲，也進化出了一種特異的解毒酶來解毒酚糖。俗話說，一物降一物，這些我們也好理解。然而，像煙粉虱這種雜食性害蟲是靠什么絕招破解多種植物的防線呢？
2021年3月25日，《Cell（細胞）》雜志在線發表中國農業科學院蔬菜花卉研究所張友軍團隊題為“Whitefly hijacks a plant detoxification gene that neutralizes plant toxins”的研究長文，揭示了煙粉虱廣泛寄主適應性的分子機制，提出防治煙粉虱全新路徑。這是我國農業害蟲研究領域的首篇Cell文章，并被選為《Cell》的封面文章將于2021年4月1日正式出版。
《Cell》為一份同行評審科學期刊，主要發表生命科學領域中的最新研究發現，與《自然》和《科學》并列，是全世界最權威的三大學術期刊之一。
謎底現在已經被揭開，因為“變態”的煙粉虱身上揣著一份“萬能解藥”——破解煙粉虱為害的路徑也就豁然開朗了。
張友軍研究員經過持續20年的研究，發現煙粉虱是通過從植物內部“竊取”了人家自家的“解藥”才得以大快朵頤的。對植物來說，由酚糖丙二酰基轉移酶（PMaT）催化的酚糖丙二?；磻獙ΡＵ献陨戆踩浅Ｖ匾?，過量的酚糖對植物本身生長發育不利，所以植物就利用PMaT基因代謝酚糖，以降低對其自身不利的影響。也就是說，這種基因就是植物的獨門“解藥”。說煙粉虱“變態”，就是它竟然通過水平基因轉移的方式獲得了BtPMaT1基因 ， 具備了對酚糖的解毒能力。研究表明，該“盜竊”行動數千萬年前就已經完成了。
論文通訊作者張友軍研究員（中）和第一作者夏吉星副研究員（左）、郭兆將研究員（右）在實驗室觀察番茄上煙粉虱的實驗情況。
水平基因轉移也是一個專業的科學概念，是相對于垂直基因轉移（親代傳遞給予代）而提出的，它打破了親緣關系的界限，使基因流動的可能變得更為復雜。我們可以這樣理解，大自然奧秘無窮，萬千物種都想方設法拓展自己的生存空間，“萬類霜天競自由”嘛！通過基因轉移獲得的新性狀可以使物種得以利用新的資源，占據更優的生態位置。煙粉虱就是這樣一個幸運兒，通過這種巧妙的進化方式，擴展了自己的“食譜”，手中有糧，心中不慌。
有專家認為，本研究首次利用生物信息學、分子生物學、生物化學、轉基因、生物學測定等方法多個層面證明，煙粉虱利用植物自身基因代謝植物產生的有毒次級代謝產物，正如我國戰國時期著名思想家韓非子所寫的“以子之矛攻子之盾”，是大自然的神奇造化。
但對于損害人類利益的生物“軍團”，我們還是要加以遏制的。
張友軍團隊在論文中提出，干擾煙粉虱BtPMaT1基因，可能是控制這種全球性重大害蟲的高效方法。也就是說，想辦法讓它的“萬能解藥”失效。實驗表明，持續干擾 BtPMaT1 基因，可以完全控制該害蟲的危害。專業人士認為，這項研究將昆蟲的功能性水平基因轉移研究提升到一個新高度，是多食性昆蟲寄主適應性進化機制研究的重大突破。
