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植保所紅火蟻防控科技創(chuàng)新中心首次揭示Sifor基因調(diào)控紅火蟻工蟻的個體分工
近日，植保所紅火蟻防控科技創(chuàng)新中心在農(nóng)林學(xué)領(lǐng)域TOP期刊Pest Management Science (中科院一區(qū)，IF=4.845)上發(fā)表題為“Role of foraging gene in worker behavioral transition in the red imported fire ant, Solenopsis invicta(Hymenoptera: Formicidae)”的論文（文章鏈接：https://doi.org/10.1002/ps.6921）。陳潔博士和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)周陽陽博士研究生為論文共同第一作者，陳潔博士和呂利華研究員為論文共同通訊作者。
紅火蟻(Solenopsis invicta)是世界上最重要的100種入侵生物之一，是一種對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和公共安全造成嚴(yán)重威脅的外來有害生物。紅火蟻之所以擴(kuò)散快、易暴發(fā)成災(zāi)，主要的一個原因在于其特殊的生物學(xué)特性和高度的社會合作，屬于典型的社會性昆蟲。工蟻一生會承擔(dān)多種任務(wù)分工，由基因和環(huán)境共同影響。紅火蟻工蟻承擔(dān)的分工與發(fā)育時間有關(guān)，隨著工蟻羽化后成蟲生長發(fā)育時間，它們逐漸可被分為具有照顧后代行為的“育幼蟻”和負(fù)責(zé)巢外搜尋和覓食行為的“覓食蟻”。研究表明，紅火蟻工蟻的育幼、覓食功能有轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，但目前對其內(nèi)在的分子調(diào)控機(jī)理尚不清楚。
本文通過生物化學(xué)、分子生物學(xué)及行為學(xué)等技術(shù)手段，分析了Sifor基因在生物進(jìn)化中的作用，明確了Sifor基因和其編碼蛋白PKG在紅火蟻不同品級和分工亞型中的時空分布，基于Sifor基因的dsRNA飼喂法初步實(shí)現(xiàn)了紅火蟻覓食型工蟻和育幼型工蟻的相互轉(zhuǎn)換。該研究首次報道了社會性昆蟲中高度保守的for基因可以調(diào)控紅火蟻工蟻個體分工的分子機(jī)制。同時，自然環(huán)境下，添加含Sifor基因dsRNA的液體餌劑更容易通過社會性昆蟲的交哺行為在整個蟻巢傳遞，從而降低工蟻出巢覓食能力及活動強(qiáng)度，為篩選紅火蟻綠色高效生物餌劑提供了新的思路。
該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2021YFD100102）和廣東省自然科學(xué)基金（2021A1515012060）等項(xiàng)目的共同資助。
