昆虫所蒋明星教授和上海海关联合揭示扶桑绵粉蚧蜡质合成机制

2022年10月20日，浙江大学农业与生物技术学院蒋明星教授和上海海关动植物和食品检验检疫技术中心王书平团队在Communications Biology在线发表了题为“Fatty acyl-CoA reductase influences wax biosynthesis in the cotton mealybug, Phenacoccussolenopsis Tinsley”的研究论文。该文基于代谢组、转录组和蛋白组等多组学分析，结合基因功能研究，揭示了脂酰辅酶A还原酶基因（PsFAR）在扶桑绵粉蚧蜡质合成中的重要作用。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s42003-022-03956-y

粉蚧（半翅目：蚧总科：粉蚧科）是一类世界性分布的昆虫，全球至少已知262属2000多种。许多粉蚧为入侵物种，可危害多种经济植物和观赏植物。粉蚧具有明显的性二型现象，雄成虫个体小、有翅、寿命短，体表蜡质少，而雌成虫个体大、无翅，体表被有厚实的白色蜡质层。

图1. 扶桑绵粉蚧的生活史（引自Li et al., 2020, Molecular Ecology Resources）

粉蚧雌虫体表的白色蜡质层是如何合成的？为了解开这个谜，团队以扶桑绵粉蚧这一重要检疫性害虫为研究对象，利用GC-MS等技术发现碳氢化合物是该粉蚧体表蜡质的主要成分，利用转录组和蛋白组分析发现PsFAR基因是调控其白色蜡质层合成的关键基因。团队进一步采用显微注射和转基因烟草的方法，干扰了该基因的表达，发现干扰之后体表蜡质的碳氢化合物含量与生成水平明显下降，并导致扶桑绵粉蚧在干燥环境中更易死亡，对杀虫剂也更加敏感。

图2. 扶桑绵粉蚧体表蜡质主要化合物成分的相对含量

图3. 干扰PsFAR基因对扶桑绵粉蚧体表蜡质碳氢化合物含量（a）和蜡层生成（b）的影响

图4. 干扰PsFAR基因对扶桑绵粉蚧应对低湿（a）和杀虫剂（b）胁迫能力的影响

受疫情影响，项目研究持续达5年之久。实验工作先后在上海海关动植物和食品检验检疫技术中心和浙江大学昆虫所完成。论文第一作者为浙江大学农业与生物技术学院博士后童浩杰（现为中国计量大学特聘副研究员）和硕士生王媛，通讯作者为蒋明星教授和李飞教授。上海海关动植物和食品检验检疫技术中心王书平博士参与了该项目的策划和讨论，提供了研究条件支持。该研究得到国家重点研发计划（2021YFD1400100）、国家自然科学基金青年基金项目（32102189）、面上项目（31872029）和中国博士后科学基金面上项目（2020M681875）等经费的资助。

网址：昆虫所蒋明星教授和上海海关联合揭示扶桑绵粉蚧蜡质合成机制 http://c.mxgxt.com/news/view/710519

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