中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料所的科研團(tuán)隊(duì)日前完成了一項(xiàng)突破性研究：成功破譯了油菜田重要害蟲“西北斑芫菁”的染色體水平基因組。這項(xiàng)發(fā)表于《科學(xué)數(shù)據(jù)》的研究，不僅揭示了這種昆蟲的致害秘密，還為其藥用價(jià)值開發(fā)打開了新大門。
西北斑芫菁是一種生活在我國西北地區(qū)的特殊昆蟲，它的“蟲生”堪稱戲劇性——幼蟲期是肉食性的“獵手”，成蟲卻變身植食性的“素食主義者”，尤其愛啃食油菜的花和葉，導(dǎo)致油菜減產(chǎn)。但矛盾的是，它體內(nèi)分泌的斑蝥素（一種毒性化合物）卻是醫(yī)學(xué)界的“明星分子”，已被證實(shí)具有抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力等作用，在癌癥治療領(lǐng)域潛力巨大。
這種“既是害蟲又是藥源”的雙重身份，使得科學(xué)家對(duì)其基因組充滿好奇：如何通過基因調(diào)控實(shí)現(xiàn)幼蟲到成蟲的食性轉(zhuǎn)變？哪些基因控制著斑蝥素的合成？能否通過基因手段抑制其危害性，同時(shí)提升藥用價(jià)值？
研究團(tuán)隊(duì)通過高通量測序技術(shù)，首次繪制出西北斑芫菁的染色體級(jí)別基因組圖譜，發(fā)現(xiàn)其擁有10條染色體和11,687個(gè)蛋白編碼基因。這些基因就像一本記錄著昆蟲生存技能的“說明書”，其中可能包含：食性切換開關(guān)基因：控制幼蟲從吃肉到成蟲吃素的轉(zhuǎn)變；斑蝥素合成工廠基因：指導(dǎo)生產(chǎn)具有醫(yī)療價(jià)值的活性物質(zhì)；環(huán)境適應(yīng)基因：幫助它抵御農(nóng)藥或氣候變化的威脅。
這項(xiàng)研究的價(jià)值不僅在于“讀懂”害蟲，更在于“改造”害蟲。綠色防控新思路：通過靶向致害基因，未來或可開發(fā)出精準(zhǔn)干擾害蟲繁殖或食性的生物農(nóng)藥，減少化學(xué)農(nóng)藥使用；藥用開發(fā)加速器：解析斑蝥素合成通路后，可能通過基因編輯或微生物發(fā)酵實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，降低醫(yī)療成本；生態(tài)平衡啟示錄：復(fù)變態(tài)昆蟲（生活史經(jīng)歷多種形態(tài)）的基因研究，為生物進(jìn)化提供新案例。
目前，團(tuán)隊(duì)正進(jìn)一步篩選關(guān)鍵功能基因?；蛟S不久的將來，農(nóng)民能看到“智能防控”的油菜田——害蟲數(shù)量可控卻不破壞生態(tài)；而癌癥患者則可能用上更廉價(jià)高效的斑蝥素衍生藥物。斑蝥素雖有毒，但微量使用時(shí)能抑制癌細(xì)胞增殖。我國傳統(tǒng)中藥“斑蝥”即源自芫菁科昆蟲，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已將其用于肝癌、肺癌等治療。此次基因組研究有望讓這一古老藥物煥發(fā)新生。
這項(xiàng)由中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程資助的研究，生動(dòng)詮釋了“化害為利”的科學(xué)智慧。自然界沒有絕對(duì)的害蟲，關(guān)鍵是人類如何解碼并善用這些生命密碼。
