这种甲虫是最早受到化学物质攻击的甲虫之一，它在克服这些攻击方面非常成功

科罗拉多马铃薯甲虫已经进化出对 50 多种不同杀虫剂的抗药性，使这种昆虫成为对世界各地的马铃薯造成严重破坏的“超级害虫”。

新的研究发现，这种甲虫在很大程度上是通过转向其基因组中的一个深层多样性池来实现这一壮举的，这使得美国各地的不同种群能够迅速进化出对人类向它投掷的几乎任何东西的抵抗力。 无论研究人员开发什么新的杀虫剂，这种害虫的丰富多样性和现有抗性基因库都可能使其在未来难以控制。 但是对害虫基因组资源的新认识可以帮助科学家设计管理系统来控制它。

“这种甲虫是现代最早受到化学物质攻击的甲虫之一，它在克服这些攻击方面非常成功，”说 肖恩·斯科维尔，威斯康星大学麦迪逊分校昆虫学教授领导了这项新分析。 “对于我们希望控制的其他昆虫，可以从研究这种害虫中吸取教训。 这种昆虫使用什么机制来摆脱这些杀虫剂？”

与他在威斯康星大学麦迪逊分校和其他机构的合作者一起，Schoville 发表了他的发现 19月XNUMX日在杂志上 分子生物学和 Evolution.

斯科维尔的团队 首次对科罗拉多马铃薯甲虫的基因组进行测序 2018 年。从那时起，他们对基因组进行了探测，以了解昆虫如何能够尽快克服新的杀虫剂。 为此，他们对来自美国各地的几十只甲虫进行了测序。这些区域种群的抗药性以及它们的来源各不相同，这可以为这种害虫的进化史提供线索。

科学家们发现，这些不同的区域群体进化得如此之快，因为它们的亲代种群已经拥有克服杀虫剂所必需的遗传资源。

“众所周知，进化的基因与昆虫抗性有关，”Schoville 说。 “但有趣的是，不同的人群正在改变基因的不同部分或同一途径中的不同基因。” 这种相似但不相同的跨不同种群的抗性途径被称为重复进化。

这种基于大量现有遗传多样性的快速进化与假设罕见突变必须在种群中缓慢出现的旧进化模型不一致。 虽然新的突变确实会发展并有助于 杀虫剂 抗性，马铃薯甲虫对全国不同地区新化学物质的快速反应只能通过其现有的多样性来解释。

对于希望扭转科罗拉多马铃薯甲虫袭击事件的农民和科学家来说，这些发现是不受欢迎的消息。 Schoville 说，似乎不太可能，即使是一种全新的杀虫剂也无法长时间控制害虫。 但是，有了科罗拉多马铃薯甲虫迄今为止如何避开该行业的攻击的知识，未来的研究可能有助于制定创造性的策略来跟上这个克星的步伐。

“更复杂的模型可能会帮助我们了解不同的管理技术如何影响甲虫的进化，”Schoville 说。 “这可能使我们能够改变我们的管理风格以减慢它的速度。”

通常，科罗拉多马铃薯甲虫的控制失败是由于其他因素，而不仅仅是抗药性。 喷雾时间 对控制至关重要。 越冬甲虫在几周内被吸引到田野； 过早喷洒杀虫剂可能只能控制部分甲虫。 然而，等到幼虫几乎完全长大也会增加控制失败的机会。 小幼虫比大幼虫更容易用杀虫剂控制。 使用正确数量的杀虫剂以及完全覆盖植物很重要。  

本文发表于 2022 年 XNUMX 月号 马铃薯种植者.