6月11日，分子生态学领域的国际著名学术刊物《Molecular Ecology》（5年影响因子6.885）在线发表了植物保护学院昆虫分子生态与进化实验室的最新研究成果《Mitochondrial variation in small brown planthoppers linked to multiple traits and likely reflecting a complex evolutionary trajectory》（https://doi.org/10.1111/mec.15148）。

线粒体（mitochondrion）是一种普遍存在于真核生物中的细胞器，95%细胞活动所需的能量ATP都由线粒体提供，因此被称为“细胞的动力工厂”。因为线粒体功能的重要性，线粒体DNA的变异被普遍认为受到强烈的负选择作用。然而，近年来的研究推测，线粒体DNA可能存在适应性演化，但目前尚缺少该方面的证据，对其适应性演化的机制也不清楚。

该项研究发现，灰飞虱自然种群中存在两类线粒体DNA（HGI，HGII），且HGII由HGI演化而来，在演化过程中ND2、ND5、CYTB基因的变异受到了低温环境的选择。具有HGII型线粒体的灰飞虱较具有HGI型的灰飞虱在线粒体DNA拷贝数、耐寒能力和产卵量上具有显著的优势，可能是其演化的动力。研究提出灰飞虱线粒体的DNA的适应性演化模型：灰飞虱线粒体DNA的变异导致了其DNA复制能力的提高，使其能够抵御遗传漂变作用而被保留下来；同时这些变异带来了生殖和耐寒力方面的优势，使其能够在种群中得到扩散。种群遗传分析还推测灰飞虱线粒体DNA由HGI型向HGII的演化可能导致了灰飞虱迁飞能力的降低，由迁飞型逐渐转变为居留型。

该项工作揭示了一种新的昆虫线粒体演化模式，为研究线粒体的演化机制提供了新途径，对研究物种表型变异有重要参考价值。该论文以南京农业大学为第一完成单位，第一作者为我校植物保护学院孙荆涛副教授和博士生段星至，通讯作者为洪晓月教授。澳大利亚墨尔本大学Ary Hoffmann教授、美国华盛顿州立大学Michael Garvin博士、南京农业大学昆虫学系胡高、黄海剑、薛晓峰和沈阳农业大学植保学院周金城等老师参与论文部分工作。项目得到国家自然科学基金、中央高校基本业务费等资助。

 论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/mec.15148