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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
广东省农业科学院植物保护研究所  发布时间:2022-4-22  标签:  浏览量:1100

近日,广东省农业科学院植物保护研究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。