利用大数据对抗虫害红薯的基因组宏基因组害虫防护

红薯是抗击全球饥饿的主要作物，但其面临着粉虱和象鼻虫等害虫的严重威胁，影响了植物的生长和产量。一项新研究利用基因组和宏基因组数据来预测害虫数量，并确定可以增强植物防御机制的关键基因。

由于粉虱和象鼻虫等害虫影响红薯生长和产量，导致红薯产量大幅下降。传统的育种方法在快速解决这些复杂的害虫相互作用方面面临挑战。

微生物群落在植物防御中的作用作为一种潜在的解决方案正受到关注。由于这些问题，越来越需要深入研究以了解和利用植物-微生物群落相互作用，以开发抗虫红薯品种。

田纳西大学的研究人员及其合作者于2024年5月10日在《园艺研究》上发表了一项研究。该研究调查了如何利用宏基因组数据来增强对红薯中植物-昆虫相互作用的理解。通过整合宏基因组数据，研究人员旨在提高基因组对害虫抗性预测的准确性。

该研究利用高通量测序和宏基因组分析来研究红薯与害虫(特别是粉虱)之间的相互作用。通过定量简化表征测序 (qRRS)，研究人员确定了红薯宏基因组中害虫与各种微生物群落之间存在显著相关性。

值得注意的是，研究发现乙烯和细胞壁修饰途径对于抗粉虱至关重要。通过将宏基因组数据作为协变量纳入基因组预测模型，研究人员显著提高了害虫抗性的预测准确性。

这种综合方法表明，与宿主基因组一起建模宏基因组可以更准确地预测抗虫性，强调了基于宏基因组的育种策略在开发具有增强抗虫性的红薯品种方面的潜力。

首席研究员 Bode A. Olukolu 博士表示：“我们的研究结果支持全生物理论，这表明将宏基因组与宿主基因组一起考虑可以更准确地预测抗虫性。这种方法有可能彻底改变红薯和其他作物的育种策略。”

将宏基因组数据整合到育种计划中，可以培育出抗病虫害能力更强的红薯品种，减少对化学农药的依赖。这项研究为进一步研究植物相关微生物群落在作物保护和可持续性方面的作用奠定了基础。