牛 良，潘 磊，曾文芳，崔國(guó)朝，王志強(qiáng)

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所 鄭州 450009）

地球是一個(gè)由眾多生物組成的生態(tài)圈。生物，是指具有動(dòng)能的生命體，生物最重要和最基本的特征在于生物能進(jìn)行新陳代謝和遺傳，前者說(shuō)明所有生物一定會(huì)具備合成代謝以及分解代謝（即完全相反的兩個(gè)生理反應(yīng)過(guò)程）特征，并且可以將遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制，通過(guò)自我分裂生殖（無(wú)性生殖）或有性生殖，交由下一代繁殖下去以避免滅絕，這是類生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)。此外，生物還能對(duì)外界的刺激做出相應(yīng)反應(yīng)，能與外界的環(huán)境相互依賴、相互促進(jìn)，遺傳物質(zhì)也在此過(guò)程中，不斷的重組、變異，并一代一代往下傳遞?？梢哉f(shuō)，地球上的所有生物，都是在與環(huán)境（包括生物和非生物）的斗爭(zhēng)中生存下來(lái)的。

蚜蟲(chóng)，俗稱膩蟲(chóng)、蜜蟲(chóng)等，是一類以植物汁液為食的昆蟲(chóng)，包括蚜總科（學(xué)名：Aphidoidea）下的所有成員。蚜蟲(chóng)很可能早在2 億8000 萬(wàn)年之前的二疊紀(jì)早期就已經(jīng)出現(xiàn)，已知最古老的蚜蟲(chóng)化石是來(lái)自三疊紀(jì)的物種Triassoaphis cubitus Evans。蚜蟲(chóng)的物種數(shù)量曾經(jīng)很少，但隨著1 億6000 萬(wàn)年前被子植物的出現(xiàn)而開(kāi)始增長(zhǎng)，被子植物也使得蚜蟲(chóng)開(kāi)始特異化，分化成專一在特定種類或某些種類植物上取食的不同的蚜蟲(chóng)。現(xiàn)如今，蚜蟲(chóng)已成為世界上種類最多、分布最廣、危害最嚴(yán)重的害蟲(chóng)之一，目前已發(fā)現(xiàn)的有10 個(gè)科4400 余種，其中大約有250 種對(duì)農(nóng)林和園藝產(chǎn)業(yè)具有重要影響。

蚜蟲(chóng)個(gè)體小，種群數(shù)量巨大，兼孤雌生殖和有性生殖，繁殖速度非?？臁９麓粕持饕l(fā)生在初代寄主上，春天時(shí)，隨著溫度回升，蚜蟲(chóng)卵孵化成干母，干母直接進(jìn)行孤雌生殖，不需要兩性結(jié)合，直接胎生產(chǎn)出下一代小蚜蟲(chóng)，且可持續(xù)多代，且多數(shù)均為雌性，因這個(gè)時(shí)間也是植物快速生長(zhǎng)的時(shí)期，幼嫩組織來(lái)源豐富，“鮮嫩可口”，給蚜蟲(chóng)提供了充足的食物，也促進(jìn)了蚜蟲(chóng)的快速大量繁殖。如甘藍(lán)蚜（Brevicoryne brassicae）能夠在一個(gè)生長(zhǎng)季繁殖41 代雌性，如果全部成活的話，可以達(dá)到1.5×1027個(gè)后代，簡(jiǎn)直是天文數(shù)字了！

蚜蟲(chóng)如此來(lái)勢(shì)洶洶，植物們快要倒霉了，農(nóng)民朋友可得當(dāng)心呀！

桃樹(shù)起源于我國(guó)西北地區(qū)，雖比不上蚜蟲(chóng)，但栽培歷史也有3000 年以上，據(jù)說(shuō)在云南昆明還發(fā)現(xiàn)了距今260 萬(wàn)年前的桃核。桃樹(shù)現(xiàn)已遍布?xì)W洲、美洲、非洲、大洋洲各地，2020 年栽培面積達(dá)152.7 萬(wàn)公頃，產(chǎn)量2 643.3 萬(wàn)噸，我國(guó)的栽培面積和產(chǎn)量分別為86.7 萬(wàn)公頃和1 663.4 萬(wàn)噸，占世界的一半以上。

分布如此之廣的桃樹(shù)和蚜蟲(chóng)，碰到一起看來(lái)是不可避免了，他們之間會(huì)發(fā)生怎樣的故事呢？

桃蚜是影響桃樹(shù)生長(zhǎng)的主要害蟲(chóng)之一。每到春季，桃花開(kāi)放的時(shí)候，就會(huì)看到在桃花萼筒里或是外邊，趴著幾只蚜蟲(chóng)或一家老小，在一起美美地用餐。到桃新梢長(zhǎng)出來(lái)后，這些蚜蟲(chóng)又拖家?guī)Э诘剞D(zhuǎn)移到最嫩的新梢頂端開(kāi)始享受美食了。而果農(nóng)種植的桃樹(shù)這時(shí)候可就倒霉了，花被蚜蟲(chóng)啃得坑坑洼洼，失去了原來(lái)圓滿的曲線；葉片也變得扭曲皺縮，沒(méi)辦法盡情伸展，享受陽(yáng)光；剛伸出來(lái)的新梢，也渾身發(fā)癢，扭曲身段，不能挺直腰桿，長(zhǎng)高高了；連幼小的果實(shí)，也被叮的白一塊，青一塊，還有的灰頭土臉（圖1）。這都是由桃蚜分泌的蜜露發(fā)霉引起的，再粘點(diǎn)灰啥的，沒(méi)臉見(jiàn)人了……

圖1 早春桃樹(shù)不同組織器官受桃蚜危害癥狀

難道桃樹(shù)就這樣任“蚜”宰割，沒(méi)有辦法了嗎？

哎喲，看看這一棵，別的桃樹(shù)都被啃的光禿禿、沒(méi)精打采的了，它怎么還亭亭玉立、生機(jī)盎然呢？

原來(lái)這是一棵對(duì)桃蚜產(chǎn)生了抗性的桃樹(shù)，蚜蟲(chóng)都不吃。桃樹(shù)對(duì)桃蚜的抗性是怎么產(chǎn)生的呢？科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)了其中的奧秘。原來(lái)，在早期的時(shí)候，桃樹(shù)不是像現(xiàn)在這樣都是嫁接無(wú)性繁殖的，而是通過(guò)自然授粉，用種子播種繁殖的。用種子繁殖的桃樹(shù)，每一棵的遺傳物質(zhì)都經(jīng)過(guò)了重組，含有不同的基因，同時(shí)也在繁殖的過(guò)程中發(fā)生著各種不同的變異，就像油桃、蟠桃、壽星桃等，都是在長(zhǎng)期繁殖過(guò)程中偶然產(chǎn)生的，這些變異經(jīng)過(guò)自然或人工選擇而留了下來(lái)，就形成了現(xiàn)在豐富多彩的桃子。也有一些變異由于導(dǎo)致了桃樹(shù)的缺陷，不能適應(yīng)環(huán)境的需求，就隨著桃樹(shù)的死亡而丟失了。當(dāng)然也還有很多變異人們看不出來(lái)，但或許有一天，這些變異會(huì)對(duì)桃樹(shù)的生存產(chǎn)生關(guān)鍵作用。這棵不讓桃蚜吃的桃樹(shù)就具備了這種特異功能（抗性），能夠避開(kāi)了桃蚜的攻擊正常生長(zhǎng)，具有更強(qiáng)的生存能力，這種抗性，在桃樹(shù)長(zhǎng)期的繁殖過(guò)程中被有意或無(wú)意保存了下來(lái)，成為如今抗蚜育種的重要種質(zhì)資源（圖2）。

圖2 感蚜桃樹(shù)（左）與抗蚜桃樹(shù)（右）對(duì)比

經(jīng)過(guò)科學(xué)家的深入研究，發(fā)現(xiàn)賦予桃樹(shù)這種特異功能的是植物體內(nèi)一種特定的蛋白。在蚜蟲(chóng)取食桃樹(shù)汁液時(shí)，會(huì)向植物體內(nèi)注射一些唾液蛋白，讓食物變得更好吃或更容易消化，如果桃樹(shù)不能識(shí)別這些蛋白，桃蚜蟲(chóng)就會(huì)持續(xù)取食，導(dǎo)致桃樹(shù)的生長(zhǎng)異常。而一旦桃樹(shù)識(shí)別出這種入侵，就像前面說(shuō)的這棵有特異功能的桃樹(shù)，體內(nèi)含有特定的識(shí)別蛋白，獲得了敵人攻擊的信號(hào)，這些蛋白就會(huì)將入侵信號(hào)傳遞給生產(chǎn)工廠，調(diào)動(dòng)植物體內(nèi)一系列生化反應(yīng)，制造出排斥或毒害蚜蟲(chóng)的物質(zhì)，將蚜蟲(chóng)趕走。植物體內(nèi)這種特定的蛋白也是由遺傳物質(zhì)的變異產(chǎn)生的，并能夠一代代傳遞下去。

正常情況下，果農(nóng)如果想控制住桃蚜的危害，就必須在桃蚜剛開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)就往樹(shù)上噴一些殺蟲(chóng)劑殺死這些害蟲(chóng)，但由于蚜蟲(chóng)數(shù)量龐大，總有少數(shù)甚至個(gè)別不怕農(nóng)藥的蚜蟲(chóng)成為漏網(wǎng)之魚(yú)，這些不怕農(nóng)藥的蚜蟲(chóng)也會(huì)慢慢增多，導(dǎo)致果農(nóng)原來(lái)打的藥不見(jiàn)效了，或者是需要加大濃度，時(shí)間久了，就需要研發(fā)新的農(nóng)藥來(lái)防控蚜蟲(chóng)，新農(nóng)藥的研發(fā)可不是一朝一夕的事，要耗費(fèi)大量的人力物力和巨額的投入，使防治成本越來(lái)越高。

那么，是否可以利用有特異功能的桃樹(shù)來(lái)防控蚜蟲(chóng)呢？答案是肯定的，只是已知的攜帶抗性的桃樹(shù)多數(shù)來(lái)自野生或半野生的材料，果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀較差，距離真正生產(chǎn)用的栽培品種，還有很大距離，需要用這些有抗性的桃樹(shù)與栽培品種雜交，在后代中選擇有抗性的且果實(shí)較好的桃樹(shù)，再一代代的繼續(xù)雜交改良，直到果實(shí)達(dá)到普通栽培品種的水平，就可以在生產(chǎn)上推廣了（圖3）。到時(shí)候，果農(nóng)在防治桃蚜?xí)r就能輕松不少了。目前，育種家已連續(xù)開(kāi)展了幾十年的工作，利用抗性資源進(jìn)行的育種工作已進(jìn)行了6～7代，相信用不了多久，具有特異功能的桃樹(shù)品種就會(huì)送到果農(nóng)的手里，少打藥就可以生產(chǎn)出同樣品質(zhì)的桃了，這樣的桃農(nóng)藥殘留更少，也更安全。

圖3 抗蚜桃品種的改良過(guò)程

也有朋友可能會(huì)問(wèn)，這些蚜蟲(chóng)都不吃的桃樹(shù)，會(huì)不會(huì)對(duì)人有什么害處啊？這個(gè)大家完全可以放心，產(chǎn)生抗性的這些基因，原本就是存在于桃樹(shù)中的，并沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何的人工修改，完全是純天然的。經(jīng)過(guò)多年多代改良、攜帶抗性基因的桃每一代都是經(jīng)過(guò)育種家品嘗后篩選出來(lái)的，大可不必?fù)?dān)心。