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科技日報記者 魏依晨
偽裝是物種在長期演化過程中產(chǎn)生的躲避捕食者或吸引獵物的一種關(guān)鍵適應(yīng)策略，涉及身體顏色、圖案或體態(tài)的改變。自然界中，昆蟲偽裝現(xiàn)象最為常見，其中廣受喜愛且富有魅力的是蘭花螳螂。然而，目前關(guān)于蘭花螳螂偽裝表型的演化發(fā)育機制尚不清楚。近日，《自然·通訊》在線發(fā)表了江西農(nóng)業(yè)大學校長魏輔文院士的研究成果。該成果從演化發(fā)育視角揭示蘭花螳螂偽裝表型創(chuàng)新的分子機制。
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“生命演化過程中曾出現(xiàn)若干性狀創(chuàng)新的重大事件。解析重要性狀的起源與演化，離不開發(fā)育生物學的技術(shù)手段和演化生物學的理論框架。”魏輔文說，特別是近年來組學和基因編輯技術(shù)的飛速發(fā)展，演化生物學步入新發(fā)展階段。
??為找到答案，魏輔文院士團隊利用測序技術(shù)組裝了蘭花螳螂和枯葉螳螂的高質(zhì)量基因組，解析了蘭花螳螂的體色、形態(tài)、食性以及體型性二型的遺傳基礎(chǔ)。
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“研究中我們發(fā)現(xiàn)蘭花螳螂和枯葉螳螂的基因組高于大多數(shù)不完全變態(tài)昆蟲。”魏輔文說，利用比較基因組和生化手段，揭示了蘭花螳螂發(fā)育過程中獨特的顏色變化：一齡幼蟲呈現(xiàn)紅黑色，模仿有毒的獵蝽，采取警戒色的生存策略；從二齡幼蟲階段，開始模仿花朵，呈現(xiàn)白色或粉色。生化實驗和高效液相色譜測定分析進一步證實了眼黃素是蘭花螳螂顏色偽裝的關(guān)鍵色素。
“此外，我們比較基因組分析發(fā)現(xiàn)，胰蛋白酶基因在蘭花螳螂和枯葉螳螂中顯著擴張，酶活性分析顯示蘭花螳螂腸道胰蛋白酶活性顯著高于草食性昆蟲。”魏輔文說，研究表明這可能有利于幫助宿主消化吸收蛋白質(zhì)，適應(yīng)食蟲食性。
?據(jù)介紹，該研究提供了蘭花螳螂和枯葉螳螂的高質(zhì)量參考基因組，揭示了蘭花螳螂偽裝表型創(chuàng)新的演化發(fā)育機制，為螳螂目昆蟲研究提供了新的見解和數(shù)據(jù)支撐。
（江西農(nóng)業(yè)大學供圖）
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