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科技日?qǐng)?bào)記者 魏依晨
偽裝是物種在長(zhǎng)期演化過(guò)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(chóng)偽裝現(xiàn)象最為常見(jiàn)，其中廣受喜愛(ài)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(jī)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(xué)校長(zhǎng)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(jī)制。
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“生命演化過(guò)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(kāi)發(fā)育生物學(xué)的技術(shù)手段和演化生物學(xué)的理論框架?！蔽狠o文說(shuō)，特別是近年來(lái)組學(xué)和基因編輯技術(shù)的飛速發(fā)展，演化生物學(xué)步入新發(fā)展階段。
??為找到答案，魏輔文院士團(tuán)隊(duì)利用測(cè)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(chóng)?！蔽狠o文說(shuō)，利用比較基因組和生化手段，揭示了蘭花螳螂發(fā)育過(guò)程中獨(dú)特的顏色變化：一齡幼蟲(chóng)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(chóng)階段，開(kāi)始模仿花朵，呈現(xiàn)白色或粉色。生化實(shí)驗(yàn)和高效液相色譜測(cè)定分析進(jìn)一步證實(shí)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(kuò)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(chóng)?！蔽狠o文說(shuō)，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(chóng)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(jī)制，為螳螂目昆蟲(chóng)研究提供了新的見(jiàn)解和數(shù)據(jù)支撐。
（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)供圖）
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