日前,,國際權威學術刊物《自然·遺傳學》在線發(fā)表了由福建農林大學教授尤民生等撰寫的小菜蛾基因組研究成果的論文,。這標志著中國在“小菜蛾基因組”這項課題中取得重大突破,,同時也表明我國在這一研究領域處于國際領先地位,。
小菜蛾是什么,?破解小菜蛾基因組對于中國乃至世界具有什么樣的意義,?小菜蛾基因組的項目主持人尤民生對此進行了介紹,。
小菜蛾是“蔬菜殺手”
小菜蛾又名小青蟲,、兩頭尖、吊絲蟲等,,是白菜,、花椰菜、芥菜,、蘿卜等十字花科蔬菜的“頭號殺手”,,每年令全球蔬菜生產損失數十億美元。
小菜蛾之所以能夠成為“頭號殺手”,,主要是因為它繁殖能力強,,在我國南方每年可發(fā)生15至20代,。世代越多,防控越難,,尤其難以利用生物防治的方法進行防治,。而十字花科蔬菜多數是換茬頻率很高的種類,難以建立穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),。
其次,,小菜蛾分布范圍廣、抗藥能力強,。據專家介紹,,小菜蛾不僅對于十字花科蔬菜自身產生的化學防御物質具有免疫能力,而且對于人類制造出來的各種化學或生物藥劑也有極強的解毒能力,。早在上世紀40年代DDT出現后,,僅過了10年左右,小菜蛾便在昆蟲界第一個產生抗藥性,。到了上世紀90年代,,小菜蛾又是第一個對生物農藥蘇云金芽孢桿菌的毒素產生抗性。
如此強大的生存能力,,也就意味著強大的破壞能力,。據統(tǒng)計,目前十字花科蔬菜是中國種植面積最大的一類蔬菜,。小菜蛾強大的破壞能力和抗藥能力,,給我國以及其它國家或地區(qū)的蔬菜生產造成嚴重影響。據研究者統(tǒng)計,,全世界每年因小菜蛾造成的損失和防治費用已高達40億至50億美元,。
基因組數據質量獲國際認可
通過基因組解密來尋求最終破解小菜蛾防治之道,一直是世界各國農業(yè)科學界內激烈競爭的戰(zhàn)場,。
2009年,,福建農大正式發(fā)起小菜蛾基因組研究時,國內有幾個單位也在準備這項課題,;而國外的英國,、日本等研究人員也躍躍欲試。此時的福建農大研究人員選取了一條“強強聯合”的捷徑與深圳華大基因研究院基因測試研究實力位居國際前列的研究機構合作研究,。因為華大已經購置了新一代的測序設備,,大大降低了研究成本投入。
早在2004年,,尤民生團隊就已開始收集培育小菜蛾敏感品系,,到2009年時他們已培育了100多代。正當尤民生礙于技術條件,,守著如此豐富的試驗樣本而不知從何下手時,,華大基因研究院的東風讓尤民生團隊在這場國際戰(zhàn)役中笑到了最后,。
其間,日本學者曾在網上公布了他們的小菜蛾基因組數據,,但從實際公布的研究成果看,,“我們破譯出來的小菜蛾基因組質量要遠遠超過日本學者公布的數據。”尤民生坦言,。所以這項科研成果的知識產權也被國際認定是中國所有,。
未來可實現無害農藥防治
此次福建農大的研究重點是破解兩道課題:一是小菜蛾與十字花科蔬菜的協同進化關系;二是小菜蛾抗藥性的適應進化原理,。換句話說,,就是要從基因組中搞明白為什么小菜蛾只吃十字花科蔬菜,它為何如此抗藥,?
據尤民生介紹,,按照《自然·遺傳學》的評價,他們的研究成果將為“農業(yè)害蟲的可持續(xù)控制提供新的理論依據和技術途徑”,。
尤民生說:“小菜蛾基因組的破譯,,就好比是為有關人員提供了一本字典或一張地圖,借助它就可快捷地向最終目標推進,。我們希望利用基因工程技術,,實現使用無害生物農藥或者少用化學農藥就可防治小菜蛾。”(生物谷Bioon.com)