近日，中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心詹帥研究組聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學院、安徽農(nóng)業(yè)大學等的科研人員，針對茶尺蠖黑化現(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)象的平行演化機制以及黑化現(xiàn)象對茶尺蠖種群分布的生態(tài)影響。

　　近年來，隨著分子生物學和組學技術(shù)的發(fā)展，樺尺蛾黑化背后的分子機制逐步得到解析。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)場景下的黑化機制仍不清楚。

　　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。

　　在分子水平，經(jīng)典遺傳學和群體基因組學分析顯示，我國不同地域茶尺蠖種群的黑化位點均發(fā)生在Cortex基因座附近，與遠在萬里之外的英國樺尺蠖的黑化位點高度同源，但彼此系多次獨立起源，提示該基因座是蛾類昆蟲黑化的“熱點區(qū)域”。同時，通過基因編輯等手段，研究在蛾類昆蟲中證實，在該熱點區(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較低的比例，特別是在北方地區(qū)比例更低。進一步的行為實驗發(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，而該劣勢在高溫下得到緩解。研究推測，茶尺蛾因Cortex基因座的頻繁變異，黑化現(xiàn)象反復出現(xiàn)，而黑色種群的比例在野外受緯度適應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區(qū)域頻繁驅(qū)動非適應性表型演化及其對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《國家科學評論》（National Science Review）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會和中國科學院的支持。