Communications biology: 江苏科技大学盛晟、谭安江团队揭示桑树害虫优势寄生蜂高质量基因组并建立高效的遗传操作体系

    近日，国际学术期刊communications biology在线发表了江苏科技大学生物技术学院、农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室盛晟教授、谭安江教授团队题为“Genomic landscape and genetic manipulation of an ectoparasitoid wasp, Gregopimpla kuwanae”的研究论文（图1）。该研究首次报道了桑树害虫优势寄生蜂G. kuwanae的高质量基因组，探讨了寄生蜂的基因家族快速进化和水平基因转移现象，并建立了高效的遗传操作体系，为桑树害虫的绿色生物防治奠定了重要实验基础。

图1 文章首页

    桑树在生长周期内极易遭受桑螟、桑蟥等多种害虫的为害，考虑到家蚕农药中毒、害虫抗药性和桑园环境污染等日趋严重的问题，以寄生蜂为代表的害虫绿色防治手段正不断受到重视。桑蟥聚瘤姬蜂G. kuwanae属膜翅目Hymenoptera 姬蜂科Ichneumonidae，是桑蟥、桑螟等桑树重大害虫以及二化螟等大宗作物鳞翅目害虫的优势寄生性天敌，极具生防开发潜力。本研究开展了桑蟥聚瘤姬蜂染色体水平的基因组测序（图2），共组装到24条染色体，注释出11,292个蛋白编码基因。

图2 G. kuwanae基因组组装与注释

    接下来，研究使用RNAi和CRISPR/Cas9等技术针对桑蟥聚瘤姬蜂的多个基因进行遗传操作。RNAi结果显示对桑蟥聚瘤姬蜂幼虫期进行cinnabar基因干扰能显著抑制80%的基因表达量，且能持续10天以上，并在成虫期能够直接观察到眼色转红的现象（图3）。此外，进行CRISPR/Cas9介导的胚胎期vestigial基因敲除后，能够在成虫期检测到翅膀发育异常等经典缺失表型（图4）。

图3 cinnabar基因的RNAi结果

图4 CRISPR/Cas9介导的vestigial基因敲除结果

    本研究进一步挖掘了桑蟥聚瘤姬蜂中快速进化的毒液蛋白相关家族、免疫抑制基因家族和解毒酶家族，初步揭示了该蜂外寄生习性形成的分子机制。同时，还鉴定出桑蟥聚瘤姬蜂中发生的基因水平转移事件，并针对水平转移基因JSFChr12G01362进行了RNAi，当该基因表达被抑制后，出现了明显的死亡率上升的情况，从而揭示了基因水平转移对桑蟥聚瘤姬蜂生长发育过程的重要性（图5）。

图5 水平转移基因JSFChr12G01362的鉴定及RNAi结果

    本研究建立了桑蟥聚瘤姬蜂完善的基因资源库及高效的遗传操作体系，加深了对桑蟥聚瘤姬蜂寄生行为的了解，为寄生蜂行为机制探究提供了重要的遗传资源，也为开展桑树害虫的绿色生物防治提供了重要参考。生物技术学院青年教师高晗博士为论文第一作者，盛晟教授为通讯作者，谭安江教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的资助。

    论文链接：https://www.nature.com/articles/s42003-026-09699-4