超级害虫烟粉虱为啥难以防治?最新揭示:它窃取了植物的解毒基因
说起烟粉虱,相信广大菜农对其印象会十分深刻。作为唯一被世界上命名的“超级害虫”,烟粉虱危害起菜农们栽培的各种蔬菜来,可以说是无孔不入,防不胜防。个头不大的烟粉虱,在防治上却确确实实令人头痛也伤脑筋。小小的烟粉虱为啥如此难以防治,它们如何获得的“超级能力”?最新的科学研究成果揭示:烟粉虱之所以能够在取食危害多种农作物的同时,成功抵御寄主植物的防御机制,而表现为“刀枪不入”,是因为它们成功“窃取”了寄主植物的解毒基因。

烟粉虱的入侵及危害
烟粉虱又称为棉粉虱、甘薯粉虱或银叶粉虱,它们属于半翅目中的粉虱科,本身是一种由30多个生物型或隐种组成的世界性重要农业害虫群体,其中的B型和Q型是入侵性最强,对作物形成的危害也最重的两种生物型烟粉虱。
B型烟粉虱1996年入侵到我国,曾经在河北、山东、北京、天津、广东、新疆等省、市、自治区发生过暴发性危害,并迅速传播蔓延形成了以北纬30°以南为严重发生区的重点危害地区。
Q型烟粉虱2003年入侵到我国,目前已经取代了B型烟粉虱而成为了分布我国的优势烟粉虱危害生物型。
烟粉虱在南方温暖地区1年可以发生11——15代,世代重叠危害现象十分严重。其寄主植物多达600多种,黄瓜、番茄、茄子、豇豆、白菜、甘蓝、花椰菜等多种蔬菜作物都能被其寄生危害,严重时可以导致减产损失30%以上。
烟粉虱的成虫和若虫都能刺吸寄主植物叶片的汁液,并分泌蜜露诱发寄主植物的煤污病,同时还会传播300多种植物病毒,使寄主植物感染并发生病毒病,造成惨重损失。被烟粉虱传播感染黄化曲叶病毒病的番茄等蔬菜,甚至可以导致全田性绝收。

难以防治的烟粉虱是因为窃取了寄主植物的解毒基因才获得了“超级能力”
2021年3月25日,以中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员张友军等为主的中外科学家团队,在国际学术期刊《细胞》上在线发表了他们的最新科研成果,揭示了能吃600多种寄主植物的烟粉虱为什么会有如此广泛的寄主适应性和暴发成灾机制。
当害虫危害到寄主植物时,植物本身能够分泌多种酚糖类物质,而酚糖类物质是重要的植物抗虫次生代谢产物,可以对危害植物的寄主昆虫的生长发育形成抑制作用。不过,酚糖类物质对植物本身也是有害的,一旦危害植物的害虫离开,植物便会快速降解多余的酚糖。
张友军等科研团队通过基因检测技术,发现并命名了Q型烟粉虱体内的一种名为BtPMaT1的基因,并在后续的研究中证明了这种基因是与植物的酚糖丙二酰基转移酶是同源基因。BtPMaT1是一种能够代谢植物防御性毒素的基因,原本没有此类基因的烟粉虱,正是借助进化中窃取的BtPMaT1这种植物防毒基因,来行使和植物同源基因一样的对酚糖进行解毒的功能。从而实现“刀枪不入”、“百毒不侵”,摇身一变成了难以防治的“超级害虫”。

新的科研成果将会对烟粉虱的科学防治提供基因途径
传统的烟粉虱的防治主要依靠4个方面的措施。
一是在栽培时,通过将容易滋生烟粉虱的蔬菜与烟粉虱的非寄主蔬菜品种混栽,因地制宜选用避虫品种,培育无虫壮苗的农业措施。
二是在棚室果菜栽培前清洁田园,并在通风口、棚室门窗等处加设60筛目防虫网,同时兼顾在田间烟粉虱发生初期悬挂黄板诱杀成虫等物理措施。
三是棚室春、夏、秋三季栽培果菜,在烟粉虱发生密度较低时,可以考虑悬挂释放商用丽蚜小蜂或桨角蚜小蜂蜂卡。7——10天释放1次,每次每亩放蜂量掌握在1000——2000头之间,采取连续放蜂挂卡5——7次的生物防治方式。
四是采用喷雾敏感药剂25%噻嗪酮可湿性粉剂1000倍液,或22.4%螺虫乙酯悬浮剂2000——2500倍液,或10%吡丙醚乳油750倍液,或10%溴氰虫酰胺可分散悬浮剂1000倍液等。当烟粉虱密度较高时,可分别用1.8%阿维菌素乳油2000倍液,10%烯啶虫胺水剂2000——3000倍液,10%氟啶虫胺腈悬浮剂2000——3000倍液,与噻嗪酮或吡丙醚等按上述剂量混合使用。1茬蔬菜只用1次。也可以亩用22%敌敌畏烟剂250——300克,或20%异丙威烟剂250克,于傍晚后密闭棚室熏烟。
张友军等科学团队在研究后,构建了用RNA干扰烟粉虱BtPMaT1基因,使其对这种有毒化合物敏感的防治方法,用于破解烟粉虱窃取的“超级能力”,使其相关基因沉默。研究团队构建的表达该发夹RNA的番茄品系,转入的是植物的同源基因,烟粉虱取食7天后死亡率为93.35%。

应该说,科技是生产力,而且第一生产力,但愿新的科学技术能够尽快通过充分科学实验,及早运用到农业生产的一线实际生产中来,助力菜农科学有效地防治住恼人的烟粉虱,使菜农辛苦种植的蔬菜免受烟粉虱的危害。