烟粉虱|20年！破解超级害虫“独门绝技”
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烟粉虱 中国农业科学院蔬菜花卉研究所供图
“‘以子之矛，攻子之盾’是战国时期的一个典故，没想到在昆虫界也存在这种现象 。” 中国农业科学院蔬菜花卉研究所（以下简称蔬菜所）研究员张友军告诉《中国科学报》，他们经过20年的研究，终于证明烟粉虱在进化过程中“窃取”了宿主植物的基因用以“解毒” 。
这一项“独门绝技”使得烟粉虱能够取食600多种植物，为害全球农作物 。它被联合国粮食及农业组织认定为世界第二大害虫，也是至今为止唯一被冠以“超级害虫”的农业害虫，被列为最危险的100种入侵物种 。
3月25日，《细胞》在线发表了这一中外科学家团队的合作成果 。4月1日，《细胞》将以封面文章形式正式出版这一成果论文 。这将为新一代靶标基因导向的烟粉虱田间精准绿色防控技术的研发提供全新思路 。
“食性”之谜
1996年，北京的蔬菜大棚里发现了一种长得很像温室白粉虱的害虫 。它能够取食后者吃不了的叶菜，甚至更多种类的农作物，但科学家之前用来消灭温室白粉虱的策略对其完全不起作用 。
这就是入侵我国的害虫烟粉虱 。
“从那时候开始，昆虫的食性之谜就成为我心中一个挥之不去的问题 。”论文主要通讯作者张友军回忆说 。
有的昆虫只取食一种植物，如褐飞虱只吃水稻，属于单食性；有的能吃一科内或近缘科的多种植物，如小菜蛾只取食十字花科蔬菜作物，叫做寡食性；还有的能吃多种不同科的植物，如烟粉虱等，叫做多食性昆虫 。
为什么昆虫吃的植物不一样？多食性害虫适应能力强，如何防治？食性显然与害虫的种群暴发危害密切相关 。1999年，张友军开始带领团队探索昆虫的食性之谜 。
论文共同第一作者夏吉星告诉《中国科学报》，昆虫取食寄主植物后，会诱导寄主植物产生防御反应，并生成大量对昆虫而言有毒的次生代谢物，导致大部分昆虫死亡 。
次生代谢产物是植物抵御害虫为害的重要武器，就好像一面“盾牌” 。而昆虫为了存活下去必须对抗植物的次生代谢物，这样才能随心所欲地取食 。
“烟粉虱能吃600多种植物，说明它能抵抗大多数植物的次生代谢物 。”张友军认为，烟粉虱是一个重要而关键的研究对象 。
烟粉虱不仅通过刺吸寄主植物韧皮部汁液对其造成直接伤害，而且能分泌蜜露诱发煤污病等植物真菌病害为害植物，更重要的是，烟粉虱能够传播300余种植物病毒，每年造成数十亿美元的经济损失 。
2001年起，该团队将研究力量集中在了烟粉虱的寄主适应性及其暴发成灾的机制上 。
【烟粉虱|20年！破解超级害虫“独门绝技”】通过对全国范围内260多个田间种群共6000余个样本的检测，以及对种群间等位基因频率、分化系数和基因流的研究，他们阐明了烟粉虱在我国的入侵分布现状、入侵种群来源、扩散路径和入侵特点 。通过生物学、生态学与分子生物学方法，他们明确了入侵烟粉虱种群扩散、暴发与其独特的生物学特性、对高温和变温更强的适应能力、更强的寄主适应性有关 。
“这些工作为我们后来解析烟粉虱对酚糖解毒的分子机理奠定了基础 。”张友军说 。
窃取植物之“矛”
张友军团队从植物的次生代谢物入手，分析了烟粉虱喜爱的食物之一番茄叶片的代谢谱，检测到9873种化合物，其中鉴定出290种酚糖，占2.93% 。酚糖是一类重要的植物抗虫次生代谢产物，能抑制昆虫生长发育 。
奇妙的是，植物自己分泌的酚糖对植物本身也有害处 。“过多的酚糖对植物生长发育不利 。”论文共同第一作者、蔬菜所研究员郭兆将说 。因此，当害虫离去后，植物要快速降解掉多余的酚糖 。
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