煙草粉蝨（Bemisia tabaci ）偷植物的基因來防禦自己

 

圖片來源：維基百科

以吸食植物篩管的汁液維生的煙草粉蝨（silverleaf whitefly，Bemisia tabaci），也稱為銀葉粉蝨，是很常見也很重要的害蟲。因為牠可以吸食超過六百種植物的汁液，對於許多農藥都有抗性，已成為令農夫非常頭痛的害蟲之一。

之前的研究已經發現，煙草粉蝨可以把十字花科（如白菜、高麗菜等）的植物合成的「芥末油炸彈」中的異硫氰酸酯（isothiocyanate）的前毒素（稱為protoxin）給加上更多的葡萄糖。讓前毒素無法被植物本身的水解酶辨識，於是就不會產生異硫氰酸酯，也就無法殺死煙草粉蝨了；最近的研究更發現，原來煙草粉蝨還從植物偷了一個酵素來中和植物產生的抗蟲次級代謝物「酚類糖苷」（phenolic glycosides）。

這個酵素是一個酚類葡萄糖苷丙二酸轉移酶（phenolic glucoside malonyltransferase）。煙草粉蝨的酚類葡萄糖苷丙二酸轉移酶基因，稱為BtPMaT1，它會產生一個461個胺基酸的蛋白質。序列分析發現，這個基因在其他節肢動物中都找不到，但是植物裡面有它；也就是說，這個基因應該極有可能是從植物平行轉移到煙草粉蝨上的。

過去唯一的跨生物界基因平行轉移是農桿菌（Agrobacterium tumefaciens）。煙草粉蝨的例子，是第二例跨界生物平行轉移；而這個轉移無疑地，對煙草粉蝨是有極大好處的。

當研究團隊以干擾RNA技術，將BtPMaT1的干擾RNA植入番茄後，吸食過番茄汁液的煙草粉蝨，對植物所產生的酚類糖苷就無法抵禦了，這使得這種轉殖番茄對煙草粉蝨有抵抗力。

基因序列分析顯示，煙草粉蝨應該是從三千五百萬年前就得到了這個基因。可是到底煙草粉蝨是怎麼偷到這個基因的？雖然研究團隊懷疑可能是由病毒帶入，但這個問題可能永遠也不會有答案，不過煙草粉蝨無疑地是很成功的害蟲！

參考文獻：

Jixing Xia, Zhaojiang Guo, Zezhong Yang, Haolin Han, Shaoli Wang, Haifeng Xu, Xin Yang, Fengshan Yang, Qingjun Wu, Wen Xie, Xuguo Zhou, Wannes Dermauw, Ted C.J. Turlings, Youjun Zhang, Whitefly hijacks a plant detoxification gene that neutralizes plant toxins, Cell, 2021, , ISSN 0092-8674, https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.014.