說到農作物治蟲,常見的辦法是噴藥或是培育新的抗蟲品種,然而,科學家們目前已經突破了既有的想像,通過深入敵內、直搗黃龍式的乾脆手段,達到治蟲和防病的雙重功效。近日,南京農業大學植物保護學院洪曉月教授團隊利用生態防控的方法,在應用共生菌防控稻飛蝨機理上取得重要突破,成果以研究長文在線發表在生物學領域國際權威期刊《CurrentBiology》。該校昆蟲學系博士研究生龔君淘為第一作者,洪曉月教授為第一通訊作者和主要聯繫人。
褐飛蝨是亞洲最主要的水稻害蟲,常年在我國長江流域及其以南地區頻繁暴發,既能直接刺吸危害水稻植株、引起植株倒伏,又能傳播水稻病毒造成間接危害,嚴重影響作物生產。長期以來,稻飛蝨的防控主要依賴化學防治,給水稻綠色安全生產和生態環境帶來較大的壓力。洪曉月表示,團隊首次將基於內共生菌Wolbachia(沃爾巴克氏體)的昆蟲防治技術順利應用在了褐飛蝨的防控上,通過往褐飛蝨蟲卵體內注入Wolbachia細菌,既能令其後代不育,又能阻斷病毒的傳播,起到「一箭雙鵰」的效果。洪曉月生動地將「Wolbachia細菌」比喻成微生物防治界的「硬通貨」,該細菌不僅被證明在昆蟲綱內具有廣泛易感性,而且還能誘導高強度的細胞質不親和,引起後代不育。該研究首次成功建立了具有應用潛力的、穩定攜帶人工轉染的Wolbachia農業昆蟲品系。同時,該昆蟲品系的成功建立也是第一次成功實現胚胎顯微注射的方式在半翅目昆蟲中的Wolbachia細菌轉染。
研究發現,在對宿主適合度影響輕微的情況下,新建立的褐飛蝨wStri轉染品系不僅能夠誘導高強度的細胞質不親和(cytoplasmicincompatibility)表型,即後代不育現象,同時能起到顯著抑制褐飛蝨所傳播的水稻齒葉矮縮病毒(RRSV)的傳播。這項研究的應用,一改傳統的噴灑殺蟲劑的方式,通過釋放褐飛蝨轉染品系致使後代不育,達到「種群壓制」或是「種群替換」的目的,為農業害蟲的防治找到一個新的方向。洪曉月介紹,該褐飛蝨轉染品系同時表現出符合種群壓制和種群替換策略所需要的特性,具備了進一步在半現場和田間試驗的價值。由於褐飛蝨發生的源頭在中南半島一帶,未來在應用試驗上,可以考慮將釋放褐飛蝨的「戰場」前移至越南或是我國境內的廣西、雲南一帶。