近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所農(nóng)業(yè)入侵生物預(yù)防與監(jiān)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在International Journal of Biological Macromolecules（JCR一區(qū)，IF=8.2）上發(fā)表題為“Opsin mutants alter host plant selection by color vision in the nocturnal invasive pest  Tuta absoluta ”的論文，揭示了新發(fā)重大入侵害蟲(chóng)番茄潛葉蛾通過(guò)視覺(jué)調(diào)控寄主選擇行為。

 

　　通常認(rèn)為，晝行性昆蟲(chóng)具有良好的顏色辨別能力，而夜行性昆蟲(chóng)因受夜間微光環(huán)境的影響只能看到目標(biāo)物體的灰色影子，無(wú)法識(shí)別顏色。事實(shí)上，夜間環(huán)境中的顏色信息和白天一樣豐富多彩，一些夜行性昆蟲(chóng)同樣具有良好的顏色視覺(jué)能力，可以利用色覺(jué)調(diào)控其行為活動(dòng)。番茄潛葉蛾原產(chǎn)于南美洲西部的秘魯，是最具毀滅性的世界檢疫性害蟲(chóng)。我國(guó)于2017年8月和2018年3月分別在新疆和云南發(fā)現(xiàn)，截至2023年9月，番茄潛葉蛾已在我國(guó)20余省（直轄市/自治區(qū)）發(fā)生，對(duì)番茄和馬鈴薯等茄科作物造成巨大威脅，嚴(yán)重時(shí)可致番茄減產(chǎn)80%以上。番茄潛葉蛾是一種多食性夜行性害蟲(chóng)，其如何在夜間微光環(huán)境下進(jìn)行寄主定位仍不清楚。

 

　　文章圍繞微光環(huán)境下視覺(jué)調(diào)控昆蟲(chóng)對(duì)寄主植物的定位，利用CRISPR/Cas9構(gòu)建了視蛋白基因 LW2 和 BL 的純合品系，探索了番茄潛葉蛾偏好特定波長(zhǎng)和顏色的調(diào)控機(jī)制、以及視覺(jué)是否在其寄主定位中起作用。結(jié)果顯示， LW2  （-/-） 品系趨向于390±5nm波長(zhǎng)光而 BL （-/-） 品系不趨向于任何一種波長(zhǎng)的光， LW2 （-/-） 品系和 BL （-/-） 品系均偏向于白色和白色植物，而野生型番茄潛葉蛾趨向于波長(zhǎng)360±5nm以及偏好綠色和綠色植物。該研究明確了視蛋白基因調(diào)控番茄潛葉蛾趨光、趨色以及寄主選擇行為，揭示了視覺(jué)可不受嗅覺(jué)氣味影響，其寄主定位中起關(guān)鍵作用。該研究打破傳統(tǒng)認(rèn)知，豐富了Vision-Ecology理論。

 

　　該成果是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所劉萬(wàn)學(xué)研究員團(tuán)隊(duì)在番茄潛葉蛾入侵機(jī)制及適應(yīng)性進(jìn)化方面研究的最新研究成果，碩士生唐艷紅為該論文的第一作者，呂志創(chuàng)副研究員為通訊作者，萬(wàn)方浩研究員、黃聰副研究員、張桂芬研究員、郭建洋副研究員、楊念婉研究員以及長(zhǎng)江大學(xué)馬東方教授對(duì)該研究工作給予了指導(dǎo)，研究生畢思言、王曉迪和冀順霞參與了該項(xiàng)工作。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目的資助。

 

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