从植物到昆虫的首先已知的基因转移

一个有害的农业害虫归功于其几百年前植物主机盗用的基因取得了一些成功。

今天在细胞1中报告的发现是从植物到昆虫的自然基因转移的第一个已知例例。它还解释了Whitefly Bemisia Tabaci如此擅长咀嚼作物：它从植物中脱掉的基因使其能够中和一些植物产生防御昆虫的毒素。

早期作品表明，抑制该基因可以使脆弱的粉刺易受毒素，提供用于打击害虫的潜在途径。 “这暴露了我们可以通过它在植物的青睐的尺度上倾斜的机制，”Andrew Gloss说，在伊利诺伊州芝加哥大学的植物 - 害虫互动。 “这是一个显着的例子，关于研究进化如何为作物保护等应用程序提供通知新方法。”

小粉虱 - 与蚜虫比飞行更密切相关 - 在世界各地造成农业严重破坏。 Bemisia Tabaci是最具破坏性的植物害虫之一：粉虱Sup含糖SAP来自数百种植物的含量，一直排泄粘性，甜品，称为蜜露，用作霉菌的繁殖地。粉虱也是100多种致病植物病毒的载体。

一些物种的粉虱可以欠他们的部分掠夺性司法饲料到来自其他生物的基因并不完全令人惊讶，因为遗传患者在植物和害虫之间的手臂种族中很常见。多年来数百万年，植物和昆虫相似借来的微生物基因组借来，有时使用其新获得的基因来发展防守或攻击性战略。

一些昆虫，如咖啡浆果钻（Hypothenemus hampei），克制微生物基因以从难以消化的植物细胞壁2中提取更多的营养，并且小麦的野生相对于探测真菌基因来击败真菌病被称为头部枯萎3.但是，植物和昆虫在现在之前彼此偷窃。

当他们发现一个似乎不在其他昆虫或微生物中，昆秘对北京的中国农业科学院的昆秘张众士张开在北京和他的同事们正在为被盗的基因进行掠夺。

进一步的研究表明，该基因可以将化学基团转移到称为酚醛糖苷的防御性化合物上。这些化合物由许多植物，包括西红柿，以抵御害虫。但是由粉虱基因引起的改性使得化合物无害。

为了测试假设，团队工程化番茄植物产生双链RNA分子，能够关闭粉虱基因的表达。几乎所有随后喂养这些卫生番茄植物的粉虱都死了。

德国最大普朗克化学生态学研究所的化学生态学家Jonathan Gershenzon表示，这一结果表明了一个新的瞄准粉虱。 “它提供了一个巨大的机会，”他说。 “你可以让粉彩掉，但不会伤害粉丝者等有益昆虫。”

学习在瑞士Neuchâtel大学的化学生态学家中，物种之间的基因转移难以证明物种难以证明。为此这样，张，鞘，突然和他们的同事分析了植物中类似基因的序列，并确定了粉虱基因是它们的进化亲属。该团队还进行了分析，表明基因被整合到粉虱基因组中，并不是植物DNA污染样品的结果。

结果令人惊讶，但令人信服的是，分子昆虫学家也在Max Planck化学生态学研究所。 “根据他们提供的数据，水平基因转移是最具典范的解释，”他说。

但是粉虱如何才能刷新植物基因尚不清楚。鞘龟说，一种可能性是一种病毒作为中间体，从植物中的中间穿梭遗传物质到粉虱基因组中。

随着研究人员序列更多的基因组，光泽表示，它们可以揭示植物和动物之间的基因转移的更多例子。

“昆虫从植物中夺取基因自己只是我们尚未找到的最后一点，”他说。 “在植物和昆虫害虫或病原体之间的战斗中，有来自所有生命之树的基因。”