近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室深圳分中心）蕭玉濤團(tuán)隊在《BMC生物學(xué)雜志（BMC Biology）》上發(fā)表題為“Population genomics of Agrotis segetum provide insights into the local adaptive evolution of agricultural pests（黃地老虎的群體基因組學(xué)提供了對農(nóng)業(yè)害蟲適應(yīng)性進(jìn)化的認(rèn)識）”的研究論文。該研究綜合運用基因組學(xué)和群體基因組學(xué)等技術(shù)方法，詳細(xì)闡明了重要鱗翅目地下害蟲黃地老虎的種群遺傳特征，對其低溫適應(yīng)性、殺蟲劑抗性以及多寄主適應(yīng)性等復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性遺傳基礎(chǔ)進(jìn)行了解析，鑒定到淀粉和蔗糖代謝通路相關(guān)基因參與了黃地老虎的低溫適應(yīng)。

生境條件對昆蟲生存和繁衍至關(guān)重要，直接影響昆蟲的生長速度、生殖能力和分布范圍。面對復(fù)雜多變環(huán)境，昆蟲進(jìn)化出了一系列適應(yīng)策略，這為其抗性產(chǎn)生和逆境適應(yīng)提供了有利條件，對農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的威脅。黃地老虎（Agrotis segetum）在中國廣泛分布，可適應(yīng)復(fù)雜多樣的氣候環(huán)境。該種類屬于鱗翅目夜蛾科的雜食性地下害蟲，其幼蟲通常在近地面咬斷植物的莖部，導(dǎo)致作物減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失和生態(tài)破壞。因此，了解黃地老虎的種群遺傳特征及抗逆機制對于黃地老虎的有效防控意義重大。

為了深入了解黃地老虎的遺傳多樣性格局，研究團(tuán)隊采集了國內(nèi)6個地區(qū)的黃地老虎種群進(jìn)行全基因組重測序，基于單核苷酸多態(tài)性和結(jié)構(gòu)變異信息將黃地老虎劃分為新疆、華南、華北及東北4個群體。在此基礎(chǔ)上，研究通過選擇性消除分析和環(huán)境關(guān)聯(lián)分析，鑒定出一系列參與黃地老虎環(huán)境適應(yīng)的遺傳位點，包括低溫適應(yīng)性、殺蟲劑抗性以及多寄主適應(yīng)性等。研究發(fā)現(xiàn)，淀粉和蔗糖代謝通路相關(guān)基因（GP、TPS）在群體間表現(xiàn)出強選擇信號，可能在黃地老虎的低溫適應(yīng)中發(fā)揮了重要作用。

圖 | 選擇性消除分析及關(guān)鍵基因的遺傳變異

該研究為進(jìn)一步探索農(nóng)業(yè)害蟲的環(huán)境適應(yīng)性遺傳基礎(chǔ)提供了重要的支持和參考，這些發(fā)現(xiàn)有助于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)害蟲綠色防控策略的開發(fā)和應(yīng)用。

基因組所碩士生王平、副研究員靳明輝和助理研究員吳超為論文的共同第一作者，蕭玉濤研究員為通訊作者。研究得到了國家自然科學(xué)基金和深圳市科技計劃等項目的資助。

原文鏈接：

https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-024-01844-x