烟粉虱是联合国粮食及农业组织认定的世界第二大害虫，是迄今唯一被称为“超级害虫”的农业害虫，也是最危险的100种入侵物种之一。近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所（以下简称蔬菜所）研究员张友军团队发现，烟粉虱可以“学习”植物的多不饱和脂肪酸合成技术，并将其用于提高自身生殖能力，减少对寄主植物的营养依赖性。相关研究成果在线发表于《先进科学》。
根据取食范围，可将昆虫分为单食性昆虫、寡食性昆虫和多食性昆虫。烟粉虱是一类典型的多食性昆虫。论文共同第一作者、蔬菜所研究员郭兆将告诉《中国科学报》，除了多食性外，烟粉虱还是一种典型的刺吸式口器昆虫，主要依靠取食植物韧皮部汁液获取营养。
张友军团队通过对烟粉虱各类基因组进行高通量测序，并进行功能富集分析，筛选出烟粉虱基因组中与营养供给相关的基因家族；与其他单食性、寡食性昆虫基因家族比对，结合生物学、生态学和分子生物学方法，明确了烟粉虱背后强大的氨基酸、糖类、海藻糖合成机制和胰岛素相关营养供给机制。
张友军团队注意到一个特别的必需营养物质——多不饱和脂肪酸PUFA。这是一种在碳链上拥有两个及两个以上双键的脂肪酸物质，是所有生物必需的营养物质。在昆虫中，PUFA通过合成前列腺素E2在生殖发育过程中发挥关键作用。然而，目前研究表明，植物和微生物可以利用自身的FAD2基因合成PUFA，而包括昆虫在内的动物通常缺少PUFA合成关键酶，所以只能通过饮食获得足量PUFA，以保证正常生殖发育。
张友军团队从烟粉虱基因组中发现了疑似植物的多不饱和脂肪酸关键合成基因。他们在烟粉虱基因组中发现了13条疑似关键合成基因BtFAD2，其中表达量最高的BtFAD2-9基因引起了他们的注意。
团队通过构建进化树和多序列比对分析，确定了BtFAD2-9是烟粉虱自己的基因，而不是测序污染导致的。这是一次从植物到昆虫的基因水平转移事件。进一步的物种分析表明，虽然BtFAD2-9同时存在于烟粉虱的不同隐种和包括温室白粉虱在内的其他粉虱科昆虫中，但仅有烟粉虱中存在除了BtFAD2-9外的12条BtFAD2基因。
张友军团队制定了一种实验方案破译烟粉虱窃取“超级力量”的用途，即利用RNA干扰技术使烟粉虱的BtFAD2-9基因沉默，再观测烟粉虱的变化。他们设计了特殊的BtFAD2-9基因片段，制作了发夹RNA，直接向烟粉虱饲喂发夹RNA，干扰效率约为50%。沉默该基因后，烟粉虱生殖能力显著下降。此外，他们还构建了可以沉默BtFAD2-9的转基因烟草品系。烟粉虱在取食这种转基因烟草后，生殖能力大幅下降。
这种转基因烟草的构建不仅破坏了烟粉虱的生殖能力，还使其性别比例失衡，将导致烟粉虱种群繁衍退化。这可能是未来烟粉虱防治的核心策略。