作為一種世界性的十字花科蔬菜主要害蟲，小菜蛾在全球不同氣候帶均有分佈。它們適應氣候變化的能力如何，對生物多樣性、糧食生產、經濟發展等有何影響，長期為各國科學家所關注。福建農林大學閩臺作物有害生物生態防控國家重點實驗室尤民生、尤士駿團隊近日在《自然·通訊》發表論文稱，他們為小菜蛾的防治繪製出世界性“氣候圖譜”。
“該專案在前期對來自全球6大洲55個國家和地區114個樣點採集的小菜蛾樣本全基因組重測序的基礎上，用景觀基因組學方法和基因編輯技術等，預測和驗證了全球小菜蛾的氣候適生性。”尤民生表示，這一世界性“氣候圖譜”，可為未來的小菜蛾防治提供指導，也為宏觀大資料分析和微觀基因功能驗證相結合解析物種的環境適應性機制，提供了可借鑑的技術手段。
人類活動引起氣候變化，特別是溫度和降水的逐漸變化，正在影響物種的生存和分佈。對此，該團隊對小菜蛾適生區的357個個體重測序資料進行景觀基因組學分析，共鑑定到3648個潛在的氣候適應性位點。透過廣義不相似性模型建模，擬合氣候適應性位點與氣候變數之間的關係，發現全球小菜蛾的遺傳變異具有一定的緯度相似性，且溫度在小菜蛾的氣候適應性遺傳變異中起到了重要作用。這表明來自同一緯度的小菜蛾群體具有相似的遺傳組成。
“瞭解氣候適應的遺傳基礎，對於預測物種對氣候變化的響應至關重要。”尤民生介紹，他們採用一種被稱為“遺傳補償”的指標，來探究哪些地方的小菜蛾在遺傳上更為“脆弱”，即更容易受到氣候變化的影響。
為更準確地預測不同地理種群對氣候變化的響應，該團隊還構建了一種新的“生態—遺傳指數”，結合遺傳因素和生理因素，更好地預測種群在未來氣候變化背景下的適生性。在氣候變化情景下，除南美洲和東南亞的一些種群外，大多數種群面臨的氣候挑戰是較小的。因此，在2050年的未來氣候背景下，全球大部分地區小菜蛾的棲息地適合度不會發生劇烈變化，很大可能性將保持它們現有的為害狀態，這對未來的害蟲管理具有實際用途。
研究人員還首次利用基因編輯手段驗證氣候適應性基因在溫度變化中的作用，發現小菜蛾類鈣黏蛋白（PxCad）基因具有調控小菜蛾溫度適應性的功能，PxCad突變品系的低溫耐受性明顯低於野生品系小菜蛾。（謝開飛 白建林）
來源： 科技日報
