中國農業科學院油料所的科研團隊日前完成了一項突破性研究:成功破譯了油菜田重要害蟲“西北斑芫菁”的染色體水平基因組。這項發表于《科學數據》的研究,不僅揭示了這種昆蟲的致害秘密,還為其藥用價值開發打開了新大門。
西北斑芫菁是一種生活在我國西北地區的特殊昆蟲,它的“蟲生”堪稱戲劇性——幼蟲期是肉食性的“獵手”,成蟲卻變身植食性的“素食主義者”,尤其愛啃食油菜的花和葉,導致油菜減產。但矛盾的是,它體內分泌的斑蝥素(一種毒性化合物)卻是醫學界的“明星分子”,已被證實具有抗腫瘤、增強免疫力等作用,在癌癥治療領域潛力巨大。
這種“既是害蟲又是藥源”的雙重身份,使得科學家對其基因組充滿好奇:如何通過基因調控實現幼蟲到成蟲的食性轉變?哪些基因控制著斑蝥素的合成?能否通過基因手段抑制其危害性,同時提升藥用價值?
研究團隊通過高通量測序技術,首次繪制出西北斑芫菁的染色體級別基因組圖譜,發現其擁有10條染色體和11,687個蛋白編碼基因。這些基因就像一本記錄著昆蟲生存技能的“說明書”,其中可能包含:食性切換開關基因:控制幼蟲從吃肉到成蟲吃素的轉變;斑蝥素合成工廠基因:指導生產具有醫療價值的活性物質;環境適應基因:幫助它抵御農藥或氣候變化的威脅。
這項研究的價值不僅在于“讀懂”害蟲,更在于“改造”害蟲。綠色防控新思路:通過靶向致害基因,未來或可開發出精準干擾害蟲繁殖或食性的生物農藥,減少化學農藥使用;藥用開發加速器:解析斑蝥素合成通路后,可能通過基因編輯或微生物發酵實現規?;a,降低醫療成本;生態平衡啟示錄:復變態昆蟲(生活史經歷多種形態)的基因研究,為生物進化提供新案例。
目前,團隊正進一步篩選關鍵功能基因?;蛟S不久的將來,農民能看到“智能防控”的油菜田——害蟲數量可控卻不破壞生態;而癌癥患者則可能用上更廉價高效的斑蝥素衍生藥物。斑蝥素雖有毒,但微量使用時能抑制癌細胞增殖。我國傳統中藥“斑蝥”即源自芫菁科昆蟲,現代醫學已將其用于肝癌、肺癌等治療。此次基因組研究有望讓這一古老藥物煥發新生。
這項由中國農科院創新工程資助的研究,生動詮釋了“化害為利”的科學智慧。自然界沒有絕對的害蟲,關鍵是人類如何解碼并善用這些生命密碼。