草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）是联合国粮农组织全球预警的重大迁飞性、暴食性农业害虫，原产于美洲热带和亚热带地区，自2016年入侵非洲以来，已迅速扩散到东亚、东南亚以及大洋洲等地。草地贪夜蛾根据寄主偏好性分为水稻型和玉米型两种生物型，不同生物型在基因组上存在明显差异。尽管两种生物型之间的杂交已被广泛记录，但这种杂交是否影响该物种的入侵和适应能力尚不清楚。中国农业大学植物保护学院研究团队利用来自全球四大洲的不同亚型草地贪夜蛾样本及大规模群体基因组数据解析了该物种在全球快速入侵的基因组适应性机制，研究成果于9月30日在国际知名学术期刊《Journal of Advanced Research》上。
该研究收集了全球范围内432个草地贪夜蛾样本的全基因组测序数据，涵盖了该物种美洲原生地和非洲、东亚、东南亚等主要入侵地，并重点对中国的入侵样本进行了测序。对原生地和入侵地种群遗传特征的分析显示，不同生物型的杂交可能显著提高了入侵地种群的遗传多样性。进一步对与入侵过程相关的基因组自然选择信号的分析发现，与环境压力响应、解毒代谢过程和能量供应相关的基因位点在不同入侵地种群都受到选择。对原生地种群的选择分析揭示了入侵过程中受到选择性清除的基因位点可能在原生地由平衡选择维持了高度的多态性，使入侵地种群更易通过遗传瓶颈。同时，研究还发现了70个与脂质代谢和解毒过程相关的关键基因，这些基因在美洲到非洲的初次入侵过程中经历了选择性清除，但在非洲到亚洲的二次入侵中恢复了多态性，表现出多样化选择特征。进一步的研究结果表明不同生物型的杂交对关键基因多态性的维持起到了重要的作用。
该研究通过群体基因组学的方法解析了不同生物型杂交在维持草地贪夜蛾入侵地遗传多样性中的作用，同时揭示了原生地平衡选择对其全球入侵过程的重要贡献。这一发现不仅阐明了这一全球性入侵害虫实现快速扩散的遗传基础，还为具有种内多态性的物种如何快速适应新环境提供了新的见解。
