2025年6月19日，浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院黃健華教授課題組聯(lián)合中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心詹帥研究員課題組在Cell Genomics期刊上發(fā)表題為“A rare, evolutionarily conserved venom protein benefits endoparasitism across parasitoids”的研究論文，報道了一個寄生蜂的廣譜性毒液蛋白，并揭示了其對寄生蜂胚胎發(fā)育的重要作用。

獨特的生態(tài)位以及強(qiáng)烈的種間、種內(nèi)競爭驅(qū)動了寄生蜂快速的物種分化和高度多樣化的寄生策略。為了成功寄生，寄生蜂在產(chǎn)卵的同時會向寄主害蟲體內(nèi)注入毒液。毒液是由毒腺產(chǎn)生的成分復(fù)雜的分泌物，一般包含多種活性蛋白和小肽，參與對寄主的免疫抑制、代謝干預(yù)和行為調(diào)控等多樣化的作用。寄生蜂毒液蛋白的功能和演化是理解寄生蜂寄生策略的基礎(chǔ)，也是寄生蜂領(lǐng)域的研究熱點。國內(nèi)外許多課題組已分別利用不同類型的寄生蜂系統(tǒng)鑒定了大量的毒液蛋白，并揭示了它們的生物學(xué)功能。值得注意的是，已報道的毒液蛋白多為物種特異性蛋白，其作用也往往局限于研究系統(tǒng)本身；而在不同寄生蜂中發(fā)揮廣譜性作用的毒液蛋白則少有被報道，對于毒液蛋白在不同寄生蜂類群間的演化格局亦知之甚少。

本研究聚焦Drosophila屬果蠅幼蟲—蛹跨期寄生蜂——小環(huán)腹癭蜂（Leptopilina）。該類群寄生蜂在物種間形態(tài)極為相似，但在寄主范圍、寄生效率、寄生策略等方面存在差異顯著，是探究寄生蜂快速演化的理想模型。研究團(tuán)隊首先構(gòu)建了小環(huán)腹癭蜂屬多個代表性物種的染色體水平基因組，發(fā)現(xiàn)不同物種的基因組在染色體水平呈現(xiàn)加速演化格局，在分子水平證實了生態(tài)位競爭可以驅(qū)動寄生蜂物種的快速分化。研究人員進(jìn)一步聚焦毒液蛋白的演化，發(fā)現(xiàn)小環(huán)腹癭蜂屬各物種均偏好招募物種特異性基因作為毒液蛋白發(fā)揮功能，但不同物種所保留的毒液蛋白彼此差異顯著。在此背景下，一個在物種間保守的毒液蛋白引起了研究人員的關(guān)注——該蛋白也是唯一一個被所有小環(huán)腹癭蜂毒腺招募的該類型毒液蛋白，且進(jìn)化分析表明其在小環(huán)腹癭蜂分支中受到強(qiáng)烈的自然選擇，提示其在該類群寄生蜂中的重要作用。研究人員發(fā)現(xiàn)該基因編碼一種新型脂肪酶蛋白,將其命名為Leptopilina-specific venom lipase（LVL）。進(jìn)一步功能研究表明：LVL具有脂肪水解能力，且在弱酸性條件下活性最強(qiáng)；寄生蜂在寄生后會相應(yīng)地影響寄主的生理指標(biāo)向酸性環(huán)境變化，通過LVL分解寄主血淋巴中的脂類物質(zhì)，為寄生蜂胚胎發(fā)育提供營養(yǎng)，進(jìn)而促進(jìn)胚胎孵化（圖1）。

圖1. 寄生蜂毒液蛋白LVL的作用機(jī)制

綜上所述，本研究通過開展物種間多組學(xué)聯(lián)合分析，在基因組水平高度變異的背景下，以罕見的保守毒液蛋白為抓手，在不同物種間開展平行功能驗證，為在昆蟲中鑒定廣譜性功能元件建立了新的研究范式。此外，本研究所發(fā)現(xiàn)的保守毒液蛋白主要促進(jìn)寄生蜂后代的胚胎發(fā)育，而非先前更多被關(guān)注的免疫抑制功能，拓展了對寄生蜂毒液蛋白功能的理解。研究成果為寄生蜂胚胎發(fā)育的營養(yǎng)利用和天敵昆蟲規(guī)模化繁育提供了重要的理論依據(jù)。

浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院為本論文第一完成單位，浙江大學(xué)博士生董芝和陸月琪為共同第一作者，分子植物卓越中心詹帥研究員與浙江大學(xué)黃健華教授為共同通訊作者。浙江大學(xué)陳學(xué)新教授、以及黃健華課題組和詹帥課題組的部分科研人員共同參與了本項研究。本研究得到了國家自然科學(xué)基金（32325044，32225008）和浙江省自然科學(xué)基金（LZ23C40003）等項目的支持。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell-genomics/fulltext/S2666-979X(25)00176-4