浙江大学博士生以第一作者身份在《Cell》旗下期刊（IF=9）发表研究论文

2025年6月19日，浙江大学农业与生物技术学院黄健华教授课题组联合中国科学院分子植物科学卓越创新中心詹帅研究员课题组在Cell Genomics期刊上发表题为“A rare, evolutionarily conserved venom protein benefits endoparasitism across parasitoids”的研究论文，报道了一个寄生蜂的广谱性毒液蛋白，并揭示了其对寄生蜂胚胎发育的重要作用。

独特的生态位以及强烈的种间、种内竞争驱动了寄生蜂快速的物种分化和高度多样化的寄生策略。为了成功寄生，寄生蜂在产卵的同时会向寄主害虫体内注入毒液。毒液是由毒腺产生的成分复杂的分泌物，一般包含多种活性蛋白和小肽，参与对寄主的免疫抑制、代谢干预和行为调控等多样化的作用。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础，也是寄生蜂领域的研究热点。国内外许多课题组已分别利用不同类型的寄生蜂系统鉴定了大量的毒液蛋白，并揭示了它们的生物学功能。值得注意的是，已报道的毒液蛋白多为物种特异性蛋白，其作用也往往局限于研究系统本身；而在不同寄生蜂中发挥广谱性作用的毒液蛋白则少有被报道，对于毒液蛋白在不同寄生蜂类群间的演化格局亦知之甚少。

本研究聚焦Drosophila属果蝇幼虫—蛹跨期寄生蜂——小环腹瘿蜂（Leptopilina）。该类群寄生蜂在物种间形态极为相似，但在寄主范围、寄生效率、寄生策略等方面存在差异显著，是探究寄生蜂快速演化的理想模型。研究团队首先构建了小环腹瘿蜂属多个代表性物种的染色体水平基因组，发现不同物种的基因组在染色体水平呈现加速演化格局，在分子水平证实了生态位竞争可以驱动寄生蜂物种的快速分化。研究人员进一步聚焦毒液蛋白的演化，发现小环腹瘿蜂属各物种均偏好招募物种特异性基因作为毒液蛋白发挥功能，但不同物种所保留的毒液蛋白彼此差异显著。在此背景下，一个在物种间保守的毒液蛋白引起了研究人员的关注——该蛋白也是唯一一个被所有小环腹瘿蜂毒腺招募的该类型毒液蛋白，且进化分析表明其在小环腹瘿蜂分支中受到强烈的自然选择，提示其在该类群寄生蜂中的重要作用。研究人员发现该基因编码一种新型脂肪酶蛋白,将其命名为Leptopilina-specific venom lipase（LVL）。进一步功能研究表明：LVL具有脂肪水解能力，且在弱酸性条件下活性最强；寄生蜂在寄生后会相应地影响寄主的生理指标向酸性环境变化，通过LVL分解寄主血淋巴中的脂类物质，为寄生蜂胚胎发育提供营养，进而促进胚胎孵化（图1）。

图1. 寄生蜂毒液蛋白LVL的作用机制

综上所述，本研究通过开展物种间多组学联合分析，在基因组水平高度变异的背景下，以罕见的保守毒液蛋白为抓手，在不同物种间开展平行功能验证，为在昆虫中鉴定广谱性功能元件建立了新的研究范式。此外，本研究所发现的保守毒液蛋白主要促进寄生蜂后代的胚胎发育，而非先前更多被关注的免疫抑制功能，拓展了对寄生蜂毒液蛋白功能的理解。研究成果为寄生蜂胚胎发育的营养利用和天敌昆虫规模化繁育提供了重要的理论依据。

浙江大学农业与生物技术学院为本论文第一完成单位，浙江大学博士生董芝和陆月琪为共同第一作者，分子植物卓越中心詹帅研究员与浙江大学黄健华教授为共同通讯作者。浙江大学陈学新教授、以及黄健华课题组和詹帅课题组的部分科研人员共同参与了本项研究。本研究得到了国家自然科学基金（32325044，32225008）和浙江省自然科学基金（LZ23C40003）等项目的支持。

论文链接：

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