植食性昆虫进化出复杂的解毒系统以克服植物产生的抗虫性化学物质。然而，多食性昆虫和寡食性昆虫解毒系统如何决定昆虫的寄主植物范围仍然是一个悬而未决的问题。本文中，我们发现了尿苷二磷酸糖基转移酶（UGTs）在决定灰翅夜蛾属昆虫寄主范围中发挥关键作用。比较基因组数据显示，多食性的灰翅夜蛾属昆虫具有相对保守的UGT基因数目，而寡食性昆虫彩灰翅夜蛾的很多UGT基因发生了假基因化。利用基因编辑技术敲除草地贪夜蛾三个主要的UGT基因簇发现UGT33家族基因在草地贪夜蛾取食禾本科植物玉米、小麦和水稻中起着重要作用，而UGT40家族基因则有助于草地贪夜蛾取食棉花。进一步的体内和体外功能分析确定了SfUGT33F32基因是草地贪夜蛾解毒禾本科植物主要抗虫物质苯并噁嗪类化合物丁布的关键因子。然而，尽管这种解毒能力在多食性灰翅夜蛾属昆虫中是保守的，但寡食性灰翅夜蛾属昆虫彩灰翅夜蛾的SpUGT33F34基因发生了非功能性突变从而变得无法解毒丁布。总之，本文不仅为了解昆虫UGTs在寄主植物适应中的作用以及多食性和寡食性昆虫取食习性转化的分子机制提供了新的观点，而且为控制这一类臭名昭著的害虫提供了新的分子靶标。
论文