臺大昆蟲學系蚜蟲研究七度榮登國際期刊封面 並榮獲專文報導

蚜蟲 (aphid) 為農業害蟲,以刺吸式的口器汲取植物汁液,同時在植株間傳播病毒,宛若「植物之蚊」。較不為人知的是,蚜蟲採無性的「孤雌胎生」策略來大量繁衍下一代。因此剛出生的小蚜蟲全為雌性,且無縫接軌地懷孕,形成三代同堂,繁衍潛能迅速倍增,造成嚴重農損。這迥異於會叮咬人類的「動物之蚊」以及絕大多數的昆蟲,因牠們都採有性生殖,在雌雄交配後產下受精卵,藉以延續後代。

為解開蚜蟲「孤雌胎生」之謎,生農學院昆蟲學系張俊哲教授的研究團隊,過去近20年於臺大建立「蚜蟲分子胚胎之研究平台」,聚焦「生殖細胞特化」和「體軸決定」這二個早期胚胎發育的重大事件。臺大團隊近日再傳佳績,其研究成果榮登期刊封面 (圖一),且獲期刊主編撰寫專文報導 。此為該團隊自創建以來,研究成果第七度榮登國際期刊封面,也使臺大與蚜蟲發育生物學的聯結更加緊密,享譽國際。 

根據張俊哲教授表示,團隊研究成果會受到「發育基因演化 (Development Genes and Evolution)」這個百年期刊的青睞,受邀撰寫綜合論述文章 (review article) 的理由有三:第一,在孤雌胎生蚜蟲的發育生物學研究,臺大屬開創先驅,且在分子層次耕耘最久,不僅建立、發表關鍵的基因偵測平台,同時開發專屬蚜蟲的最佳反應條件,對進一步瞭解蚜蟲和其它昆蟲如何行孤雌胎生的分子機制,有相當大的助益。第二,在生殖細胞特化的研究,臺大團隊突破傳統認知,揭示蚜蟲這種「漸進變態」的昆蟲竟採「生殖漿驅動模式」來形成生殖細胞,此為生長過程中不具備蛹期的漸進變態昆蟲特例。截至目前,「生殖漿驅動模式」的分子證據,僅被發現於生長過程包含蛹期的「完全變態昆蟲」。第三,在體軸決定的研究,臺大團隊也發現蚜蟲竟可把其他昆蟲所共通使用的「鐘樓怪人 (hunchback)」這個神經基因,化為前端聚集基因 (anteriorly localized gene);更不可思議的是,蚜蟲的「鐘樓怪人」基因竟也被發現具備生殖基因的角色。總之,諸多例外的發現,在蚜蟲已屬常態,加上臺大團隊能挖掘其蘊藏的顯著性,並提出未來研究願景,應是被肯定的重要原因。

該期刊主編表示,臺大的蚜蟲發育基因研究,將為探究環境因子如何影響動物的發育,奠定良好基礎。蚜蟲雖以孤雌胎生大量繁殖,但在寒冷的冬天,會神奇地「恢復」有性卵生的模式過冬,而且一生僅此一次,其演化意涵耐人尋味。在同一物種可行如此截然不同的「有性—無性」生殖模式轉換,實屬罕見,蚜蟲因而成為探究環境影響生殖的絕佳材料。主編直指:臺大團隊所打下的基礎,為名叫「Eco-Evo-Devo (生態-演化-發育)」的新興跨領域,開創先局。

值得一提的是,此一封面將成為該雜誌未來的指標封面。張教授特別感謝林季瑋、鍾成侑 (共同第一作者),以及跨校、跨國合作友人,加上前團隊成員們在過去的共同努力。由於大家秉持踏實深耕的精神,方能克服開創新系統的諸多障礙,使國際高度肯定臺大蚜蟲的研究成果。

相關網址:
https://link.springer.com/article/10.1007/s00427-022-00690-7
https://link.springer.com/article/10.1007/s00427-022-00692-5

To Top