BMC Biology | 基因组所萧玉涛团队揭示黄地老虎适应复杂环境的遗传基础

近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）萧玉涛团队在《BMC生物学杂志（BMC Biology）》上发表题为“Population genomics of Agrotis segetum provide insights into the local adaptive evolution of agricultural pests（黄地老虎的群体基因组学提供了对农业害虫适应性进化的认识）”的研究论文。该研究综合运用基因组学和群体基因组学等技术方法，详细阐明了重要鳞翅目地下害虫黄地老虎的种群遗传特征，对其低温适应性、杀虫剂抗性以及多寄主适应性等复杂环境的适应性遗传基础进行了解析，鉴定到淀粉和蔗糖代谢通路相关基因参与了黄地老虎的低温适应。

生境条件对昆虫生存和繁衍至关重要，直接影响昆虫的生长速度、生殖能力和分布范围。面对复杂多变环境，昆虫进化出了一系列适应策略，这为其抗性产生和逆境适应提供了有利条件，对农业安全生产造成了严重的威胁。黄地老虎（Agrotis segetum）在中国广泛分布，可适应复杂多样的气候环境。该种类属于鳞翅目夜蛾科的杂食性地下害虫，其幼虫通常在近地面咬断植物的茎部，导致作物减产甚至绝产，带来严重的经济损失和生态破坏。因此，了解黄地老虎的种群遗传特征及抗逆机制对于黄地老虎的有效防控意义重大。

为了深入了解黄地老虎的遗传多样性格局，研究团队采集了国内6个地区的黄地老虎种群进行全基因组重测序，基于单核苷酸多态性和结构变异信息将黄地老虎划分为新疆、华南、华北及东北4个群体。在此基础上，研究通过选择性消除分析和环境关联分析，鉴定出一系列参与黄地老虎环境适应的遗传位点，包括低温适应性、杀虫剂抗性以及多寄主适应性等。研究发现，淀粉和蔗糖代谢通路相关基因（GP、TPS）在群体间表现出强选择信号，可能在黄地老虎的低温适应中发挥了重要作用。

图 | 选择性消除分析及关键基因的遗传变异

该研究为进一步探索农业害虫的环境适应性遗传基础提供了重要的支持和参考，这些发现有助于指导农业害虫绿色防控策略的开发和应用。

基因组所硕士生王平、副研究员靳明辉和助理研究员吴超为论文的共同第一作者，萧玉涛研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金和深圳市科技计划等项目的资助。

原文链接：

https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-024-01844-x