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植保所红火蚁防控科技创新中心首次揭示Sifor基因调控红火蚁工蚁的个体分工

时间:2022-04-22 09:24 来源:植保所 【字体:

  近日,植保所红火蚁防控科技创新中心在农林学领域TOP期刊Pest Management Science (中科院一区,IF=4.845)上发表题为“Role of foraging gene in worker behavioral transition in the red imported fire ant, Solenopsis invicta(Hymenoptera: Formicidae)”的论文(文章链接:https://doi.org/10.1002/ps.6921)。陈洁博士和华南农业大学周阳阳博士研究生为论文共同第一作者,陈洁博士和吕利华研究员为论文共同通讯作者。

  红火蚁(Solenopsis invicta)是世界上最重要的100种入侵生物之一,是一种对农业生态环境和公共安全造成严重威胁的外来有害生物。红火蚁之所以扩散快、易暴发成灾,主要的一个原因在于其特殊的生物学特性和高度的社会合作,属于典型的社会性昆虫。工蚁一生会承担多种任务分工,由基因和环境共同影响。红火蚁工蚁承担的分工与发育时间有关,随着工蚁羽化后成虫生长发育时间,它们逐渐可被分为具有照顾后代行为的“育幼蚁”和负责巢外搜寻和觅食行为的“觅食蚁”。研究表明,红火蚁工蚁的育幼、觅食功能有转化现象,但目前对其内在的分子调控机理尚不清楚。

  本文通过生物化学、分子生物学及行为学等技术手段,分析了Sifor基因在生物进化中的作用,明确了Sifor基因和其编码蛋白PKG在红火蚁不同品级和分工亚型中的时空分布,基于Sifor基因的dsRNA饲喂法初步实现了红火蚁觅食型工蚁和育幼型工蚁的相互转换。该研究首次报道了社会性昆虫中高度保守的for基因可以调控红火蚁工蚁个体分工的分子机制。同时,自然环境下,添加含Sifor基因dsRNA的液体饵剂更容易通过社会性昆虫的交哺行为在整个蚁巢传递,从而降低工蚁出巢觅食能力及活动强度,为筛选红火蚁绿色高效生物饵剂提供了新的思路。

  该研究得到了国家重点研发项目(2021YFD100102)和广东省自然科学基金(2021A1515012060)等项目的共同资助。

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