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近日，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心詹帥研究組聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)等的科研人員，針對(duì)茶尺蠖黑化現(xiàn)象，開展遺傳和生態(tài)水平的整合研究，揭示了蛾類昆蟲黑化現(xiàn)象的平行演化機(jī)制以及黑化現(xiàn)象對(duì)茶尺蠖種群分布的生態(tài)影響。

近年來，隨著分子生物學(xué)和組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，樺尺蛾黑化背后的分子機(jī)制逐步得到解析。但是，除樺尺蛾外，其他蛾類昆蟲的黑化現(xiàn)象，特別是在其他生態(tài)場(chǎng)景下的黑化機(jī)制仍不清楚。

茶尺蠖是茶樹害蟲。在田間，茶尺蠖成蟲（茶尺蛾）有灰色型和黑色型兩種色型。在茶園生態(tài)系統(tǒng)中，由于茶樹密集種植、樹葉遮蔽，導(dǎo)致灰色型或黑色型茶尺蛾，在躲避天敵方面的效果不佳。這一特性使茶園生態(tài)系統(tǒng)在缺乏強(qiáng)烈自然選擇（即躲避天敵）壓力的情況下，成為探討黑化現(xiàn)象受到其他生態(tài)因子的共同影響的研究平臺(tái)。

在分子水平，經(jīng)典遺傳學(xué)和群體基因組學(xué)分析顯示，我國(guó)不同地域茶尺蠖種群的黑化位點(diǎn)均發(fā)生在Cortex基因座附近，與遠(yuǎn)在萬里之外的英國(guó)樺尺蠖的黑化位點(diǎn)高度同源，但彼此系多次獨(dú)立起源，提示該基因座是蛾類昆蟲黑化的“熱點(diǎn)區(qū)域”。同時(shí)，通過基因編輯等手段，研究在蛾類昆蟲中證實(shí)，在該熱點(diǎn)區(qū)域內(nèi)發(fā)揮核心功能的是此前在蝴蝶中發(fā)現(xiàn)的隱藏其中的非編碼RNA。

在生態(tài)水平，研究基于多年、不同地區(qū)的田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，黑色型在遺傳上相較于灰色型為顯性性狀，但黑色型茶尺蛾總體上在野外維持在相對(duì)較低的比例，特別是在北方地區(qū)比例更低。進(jìn)一步的行為實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黑色型相較于灰色型茶尺蛾在常溫下呈現(xiàn)一定程度的繁殖力劣勢(shì)，而該劣勢(shì)在高溫下得到緩解。研究推測(cè)，茶尺蛾因Cortex基因座的頻繁變異，黑化現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)，而黑色種群的比例在野外受緯度適應(yīng)性和繁殖力等因素共同影響。

這一工作為剖析基因組變異熱點(diǎn)區(qū)域頻繁驅(qū)動(dòng)非適應(yīng)性表型演化及其對(duì)生物多樣性的塑造作用帶來了新見解。

10月24日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中國(guó)科學(xué)院的支持。

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