植物到動物的功能基因轉移首獲證實

被聯(lián)合國糧農組織（FAO）認定的迄今唯一“超級害蟲”煙粉虱，具有一種類似“以子之矛、攻子之盾”的本領：其從寄生植物那里獲得了防御性基因。這是現(xiàn)代生物學誕生100多年來，首次研究證實植物和動物之間存在功能性基因水平轉移現(xiàn)象。國際頂級科學期刊《細胞》3月25日在線發(fā)表的這一驚人發(fā)現(xiàn)，由中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所張友軍團隊歷經(jīng)20年追蹤研究所得。

“大自然真是太精妙、神奇了?！眻F隊首席、中國農科院蔬菜花卉所所長張友軍研究員表示，精妙在于，動物和動物之間、植物和植物之間存在一些為人所知或不為人知的互動關系，而現(xiàn)在知道，這樣神奇的互動關系在動物和植物之間同樣存在。

從2001年起，張友軍就對煙粉虱產(chǎn)生興趣，關注重點為，它為何具有如此異乎尋常的“極度多食性”（已知其食物“菜單”包括600種以上植物），同時又是病毒的超級載體（已報道它能夠傳播300余種病毒）？而這正是它極易暴發(fā)成災的主因。現(xiàn)代生物信息學和分子生物學以及生物化學、轉基因、生物學測定等方法為研究突破帶來可能。

初次轉機出現(xiàn)在2013年7月，張友軍團隊在對煙粉虱做基因組測序時發(fā)現(xiàn)其體內的植物源基因。煙粉虱“盜用”了植物源PMaT解毒基因變成自己的BtPMaT1基因（這一基因水平轉移事件發(fā)生在距今3500萬年—8600萬年間），這些基因由原子構成的若干組堿基表達，在被煙粉虱“偷盜”之后，其結構基本不變，功能大致相當。煙粉虱由此獲得了對大多數(shù)植物“免疫”的本領，這正是巧妙的“以子之矛、攻子之盾”的生物防御策略。

該論文是我國農業(yè)害蟲研究領域首篇《細胞》論文，以封面文章于4月1日正式出版。在評審階段，3位《細胞》專業(yè)審稿人幾乎是以一種“歡呼”的姿態(tài)，對該論文作出了積極評價。

◎ 來源|科技日報