數百萬年前，一種名為粉蝨的蚜蟲類昆蟲將植物的一部分DNA納入了它們的基因組。一個中國研究團隊今天（2021年3月25日）的《細胞》雜誌上發表文章，揭示了粉蝨利用這種偷來的基因來降解植物用來抵禦昆蟲的常見毒素，使粉蝨能夠安全地以植物為食。

“這似乎是有記錄的第一個將功能基因從植物水平轉移到昆蟲中的例子，”共同作者Ted Turlings說，他是瑞士納沙泰爾大學的化學生態學家和昆蟲學家。”你無法在任何其他昆蟲物種中找到這種基因，BtPMaT1，它可以中和植物產生的有毒化合物。”

科學家認為，植物可能在自己的細胞內使用BtPMaT1，以無害的形式儲存其有毒化合物，這樣植物就不會毒害自己。中國農業科學院蔬菜花卉研究所的Youjun Zhang領導的研究小組利用基因和系統發育分析相結合的方法，揭示了大約在3500萬年前，白粉蟲竊取了這種防禦基因，賦予了昆蟲為自己解毒這些化合物的能力。

“我們認為植物內部的一種病毒可能已經佔據了這個BtPMaT1基因，在被粉蝨攝取後，病毒就一定在昆蟲內部做了一些事情，從而使這個基因整合到了粉蝨的基因組中。”Turlings說。”當然，這是極不可能發生的事件，但如果你想想幾百萬年、幾十億個體昆蟲、病毒和植物的時間跨度，偶爾也會發生這種情況，如果獲得的基因對昆蟲有好處，那麼它將在進化上受到青睞，可能會將這一優勢傳播下去。”

白粉蟲已經成為全球主要的農業害蟲，能夠攻擊全球至少600種不同的植物。”我們一直在問自己的一個問題是，這些昆蟲是如何獲得這些令人難以置信的適應性來規避植物防禦的，隨著這一發現，我們至少揭示了一個原因，”Turlings說。

利用這些知識，Turlings的中國同事創造了一種策略來解除粉蝨被盜的超級能力。他們開發了一種小型RNA分子，可以乾擾粉蝨的BtPMaT1基因，使粉蝨對植物的有毒化合物易感。

“這個設計中最激動人心的一步是我們的同事對番茄植物進行基因操作，使其開始產生這種RNA分子，”Turlings說。”一旦粉蝨以番茄為食，並攝取了植物產生的RNA，它們的BtPMaT1基因就會沉默，導致昆蟲100%死亡，但這種基因操作對其他被測試的昆蟲的生存沒有影響。”

隨著集中努力生產能夠沉默白粉蝨基因的轉基因作物，這可以作為一種有針對性的病蟲害控制策略，以對抗白粉蝨種群造成的農業破壞。

“這種方法肯定還需要克服一些障礙，最主要的是對使用轉基因植物的懷疑，”他說，”但在未來，我確實認為這是一種非常明確的控制白粉蝨的方法，因為現在我們確切地知道背後的機制，我們有能力應對可能出現的白粉蝨基因的變化。