科技日報記者 王春

中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心詹帥研究員團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲巧妙地利用晝夜節(jié)律基因來調(diào)節(jié)其季節(jié)節(jié)律，以實現(xiàn)對不同生境、不同氣候的適應(yīng)。該成果5月30日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。

昆蟲是種類最多、數(shù)量最大的動物類群。昆蟲繁盛成功的奧秘之一是其靈活多變的生活史。例如，我國很多害蟲的北方種群一年發(fā)生1—2代，而南方種群一年多代。在背后調(diào)節(jié)這種生活周期差異的，是昆蟲的滯育現(xiàn)象。昆蟲的滯育類似于動物的冬眠，在特定季節(jié)信號誘導(dǎo)下，通過發(fā)育停滯、抑制生理代謝，以應(yīng)對不利環(huán)境。

詹帥研究團(tuán)隊以農(nóng)林害蟲最多的昆蟲類群-鱗翅目昆蟲（包括蛾類和蝴蝶）為研究對象，通過比較大量呈現(xiàn)不同生活史策略的家蠶品系，發(fā)現(xiàn)生物鐘基因Cycle是控制家蠶滯育的關(guān)鍵分子開關(guān)。生物鐘基因一般參與晝夜節(jié)律調(diào)控，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)家蠶和鱗翅目昆蟲的Cycle基因編碼3個亞型，有的亞型負(fù)責(zé)生物鐘調(diào)節(jié)，有的亞型調(diào)控滯育，實現(xiàn)晝夜節(jié)律和季節(jié)節(jié)律的雙重調(diào)節(jié)。來源于熱帶地區(qū)的家蠶由于基因突變丟了調(diào)控滯育的亞型，從而無法發(fā)生滯育現(xiàn)象。

該研究鑒定到了控制昆蟲滯育的關(guān)鍵“開關(guān)”，揭示了昆蟲平衡晝夜節(jié)律調(diào)控的穩(wěn)定性和季節(jié)節(jié)律調(diào)控的可塑性之間的巧妙模式。研究成果為掌握蟲害的季節(jié)性發(fā)生規(guī)律，特別是在全球氣候變化大背景下預(yù)測昆蟲的種群潛在動態(tài)變化等提供理論依據(jù)。