植物與害蟲之間的戰爭一直未停過，而粉蝨 (whiteflies) 可能正佔上風。上周刊於《細胞》的研究發現，粉蝨以水平基因轉移 (horizontal gene transfer) 從植物得到基因，可分解植物產生的毒素，從而可以吃掉樹葉而不被毒死。

水平基因轉移是細菌或病毒之間的常見現象：其中一個物種的基因，例如帶抗生素抗性藥物種，會被另一物種整合「盜取」，成為自己基因組的一部份 。在植物中，蕨類則以驚人程度共享自己基因，令其在被更具發達生殖機制的植物所包圍時，仍可繼續生存。

學界也已知，動物可從共生細菌中獲得基因，但未發現過從植物中獲得基因，因此是次中國農業科學院團隊在粉蝨中發現植物基因時相當驚訝。

粉蝨主要分布於熱帶和亞熱帶，因為牠們體型小可避過捕獵者並迅速繁殖，對經濟農作物產生特殊威脅。

有参與研究的瑞士納沙泰爾大學化學生態學家 Ted Turlings 在聲明中指，在所有其他昆蟲物種中，都找不到能中和植物產生有毒化合物的 BtPMaT1 基因，團隊似乎首度記錄到有功能的基因從植物向昆蟲水平轉移。

團隊指， BtPMaT1 是植物所需的「解毒劑」，避免自身中毒，但粉蝨卻成功將該基因整合到自己體內。不過粉蝨科 (Aleyrodidae) 下有約 1,500 多個物種，並非全部都有 BtPMaT1 基因。

團隊懷疑，植物的 BtPMaT1 大約在 3,500 萬年前轉移至共同粉蝨祖先，但肯定不會早於 8,200 萬年前，因為當時煙草粉蝨 (Bemisia tabaci) 已分途演化，而該個被列為世界百大外來入侵種之一的粉蝨亦有 BtPMaT1 。

不過，植物基因直接轉移到動物上很難。 Turlings 指，團隊認為一種植物病毒可能吸收了 BtPMaT1 基因，並且在被粉蝨吞食後，該病毒在粉蝨內有未知的活動，將基因整合到粉蝨的基因組中，但他承認病毒在過程中無得到任何好處，不會將 BtPMaT1 留在自己基因組太久，過程發生的機會有可能很低。然而，粉蝨、病毒以及兩者賴以為生的植物相當廣泛與豐富，以至於有時會發生非常罕見的事情。

考慮到粉蝨對經濟性農作物的影響，團隊對蕃茄進行基因改造，加入了一個小 RNA 分子破壞 BtPMaT1 ，使其曝露於形成最常見植物防禦之一的酚類糖苷 (phenolic glcosides) 中，成功令進食該些蕃茄的粉蝨 100％ 死亡，或可為人類對抗粉蝨。

來源：
IFL Science, Insects Stole A Plant Gene To Evade Plant Defences, 26 March 2021

報告：
Xia, J.X., Guo, Z.J., Yang, Z.Z. & et al. (2021). Whitefly hijacks a plant detoxification gene that neutralizes plant toxins. Cell. doi: 10.1016/j.cell.2021.02.014

文／Alan Chiu