褐飞虱是水稻的头号害虫，该虫一生只刺吸水稻韧皮汁液，会产生长翅和短翅2种类型，短翅型繁殖速度快，而长翅型则能在环境不利时迁飞到合适的生活环境。该虫长翅型成虫每年从东南亚国家经长距离迁飞进入我国，近几十年频频爆发，对我国粮食安全构成很大威胁。同时繁殖力高、抗药性强，还能快速适应抗性水稻品种，极难防治，是一种“国际性、迁飞性、爆发性、毁灭性”的大害虫。

在进化过程中，褐飞虱与一种称为“YLS”的子囊真菌和一种细菌组成了共生体。但是“虫-真菌-细菌”是如何互相帮助，以致造成该虫如此猖獗的详细机理并不清楚。为了探索该害虫防治新途径，我校昆虫科学研究所联合国内外多家单位，成功解析了“褐飞虱-YLS-内共生细菌”三位一体的互补基因组。例如，褐飞虱吸取的水稻汁液中缺乏组氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋(甲硫)氨酸、苏氨酸、赖氨酸、缬氨酸，分析发现褐飞虱基因组缺少了10种必需氨基酸合成的代谢通路，但YLS基因组拥有这10种必需氨基酸合成的代谢通路的所有基因，能帮助褐飞虱合成全部这些氨基酸；水稻汁液缺乏氮素营养，YLS和褐飞虱基因互补形成了氮素循环的完整途径。褐飞虱蜕皮需要甾醇物质，而自身不能合成，但可以与YLS一起形成完整的必需甾醇合成途径。另外，YLS和褐飞虱不能合成维生素B族，但共生细菌带有完整的各种维生素B族合成途径。成果首次描绘了位于宿主脂肪体内的真菌如何与昆虫在多条代谢通路上互补共生， 解释了共生真菌和细菌是如何与宿主“狼狈为奸”，使褐飞虱能仅依赖水稻汁液就能快速繁殖成灾。

本研究成果为通过切断褐飞虱-共生真菌-共生细菌营养途径防治害虫提供了新视野，今后有望开发通过“抑菌”达到“治虫”的防治褐飞虱新方法。本研究成果同时为基于RNAi新技术防治褐飞虱提供了潜在高效基因靶标，也给后续的该虫可塑性发育机理、不同种群间差异、迁飞途径的研究提供了基因组基础，例如我们最近在Nature发表文章揭示了褐飞虱长短翅型可塑性发育的分子机制，就是在本基础上深入研究完成的。