本報北京3月16日電（記者楊舒）人們通常認為，動植物的基因由母代向子代“垂直”遺傳。然而，科學家發現，在自然界，一些昆虫能以病毒或其他微生物為媒介，獲取植物的基因為己所用，並一代代將其在基因組內保留下去，這一現象叫水平基因轉移。中國農業科學院蔬菜花卉研究所研究員張友軍團隊進一步在國際上首次証實，同一種植物基因進入不同的近緣昆虫體內，會發生相應的功能“個性化”改造。該發現為生物界近緣物種的演化機制提供了全新視角，也為開發高效安全綠色的害虫防控新策略奠定了基礎。相關論文近日發表於《先進科學》。

類甜蛋白基因本是一些植物體內對抗植物病原真菌的重要“武器”，研究團隊通過基因技術，在兩種親緣關系相近的全球性害虫——溫室白粉虱和煙粉虱的基因組內發現其蹤跡。這個來自植物的基因與昆虫自身基因毫無親緣關系，正是水平基因轉移的結果。進一步研究發現，在溫室白粉虱體內，類甜蛋白基因保留並優化了其“老本行”功能——抗病原真菌。當昆虫病原真菌侵襲溫室白粉虱時，該植物基因編碼的蛋白能有效抑制真菌合成細胞壁，保護溫室白粉虱。

在煙粉虱體內，類甜蛋白基因的功能則被顛覆性改造。該植物基因負責為煙粉虱編碼存在於唾液腺的新型效應蛋白——當煙粉虱刺吸取食植物汁液時，這種蛋白可以通過唾液進入植物體內，精准抑制植物的茉莉酸信號通路。茉莉酸是植物抵抗虫害的核心“警報系統”，在該植物基因的幫助下，煙粉虱可順利瓦解植物的抗虫防線。

為何同一基因在兩種近緣害虫中演化出不同功能？研究團隊介紹，從進化角度推測，溫室白粉虱主要分布於溫帶地區，高濕度環境使其更易遭遇真菌感染，因此，強化抗真菌能力對它更為重要﹔而煙粉虱作為入侵物種，需快速適應不同的植物，進化出能抑制植物茉莉酸通路的功能，可幫助其突破植物防御，實現全球擴張。這種差異反映了害虫對環境壓力的“解題策略”。

傳統觀點認為，物種進化依賴隨機突變與自然選擇的漫長積累。本次研究發現表明，基因的水平轉移可能在短時間內為物種提供新的適應能力，加速了物種分化的進程。中國農業科學院蔬菜花卉研究所研究員郭兆將認為，這也顛覆了人們對植食性昆虫的認知——“過去認為，害虫只是被動適應植物防御，實際上在自然界的進化中，它們能主動‘劫持’宿主基因，並改造成為自己的‘武器’。”

這一發現也啟發出新的害虫防控思路，即利用RNA干擾技術創制綠色環保的生物制劑，讓類甜蛋白基因在昆虫體內的表達“沉默化”，從而有效削弱害虫對環境的適應能力。

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