近日，中國農業科學院植物保護研究所糧食作物害蟲監測與控制創新團隊在《昆蟲科學》上發表了題為“The clock gene, period, influences migratory flight and reproduction of the oriental armyworm,   Mythimna separata  (Walker)”的論文，揭示了生物鐘基因在東方粘蟲飛行與生殖行為中發揮重要作用。

東方粘蟲 Mythimna separata  （Walker）是我國玉米、小麥和水稻三大主糧作物上重大遷飛性害蟲，自古以來有“神蟲”之稱，2020年被列入國家一類農作物病蟲害名錄，對國家糧食安全和生物安全造成重大威脅。每年在我國廣大地區呈現季節性南北往返遷飛危害，遠距離遷飛和高產卵量是其暴發成災的重要因素。粘蟲成蟲遷飛和產卵行為主要發生在夜間，具有明顯的季節性和晝夜節律，但關于粘蟲飛行和生殖行為節律的分子調控機制仍未清晰。

生物鐘基因在各層面對昆蟲的行為、生理及代謝節律進行調控，是維持個體生命活動的必需因子，也是影響種群動態的關鍵基因。本研究首先在遷飛型東方粘蟲中鑒定出編碼1192個氨基酸的生物鐘基因  period  （  Msper  ）。定量PCR表明 Msper  表達具時空特異性，主要在成蟲觸角中表達，并且隨著光期和暗期產生明顯的節律性變化。

利用昆蟲自主飛行活動監測裝置觀察到注射高效的siRNA后可有效干擾粘蟲  Msper 的表達， Msper  干擾后遷飛型成蟲夜間飛行活動量顯著減少，且沒有表現出應有的正常夜間飛行活動高峰，成蟲也無法完成正常的交配和產卵行為，但當  Msper  表達水平恢復后，成蟲的交配能力及產卵量可恢復到正常水平。

該研究首次探討了生物鐘基因在東方粘蟲飛行與生殖行為中的調控作用。鑒于 Msper 在調控粘蟲飛行能力和生殖方面的重要作用，暗示該基因可作為東方粘蟲綜合治理中有效的分子靶標。

中國農業科學院植物保護研究所研究聯合培養研究生冀佳悅、張蕾研究員和北京農學院劉悅秋副教授為本文共同第一作者。中國農業科學院植物保護研究所江幸福研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金（32072420, 31672019）、國家綠肥產業技術體系（CARS-22）、國家重點研發計劃（2017YFD0201802, 2017YFD0201701）和北京市自然科學基金（6172030）資助。