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昆虫如何对Bt杀虫蛋白产生抗性？我科学家发现关键环节
发布日期： 2022-03-04 11:39:53 来源： 光明网

光明网讯（记者 宋雅娟 张蕃） 近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所张友军团队成功揭示了氨基肽酶N（APN1和APN3a）与ABC转运蛋白（ABCC2和ABCC3）这两类不同中肠Bt受体参与小菜蛾Bt Cry1Ac杀虫蛋白抗性的功能冗余性及其互补作用模式，该研究结果对于深入解析Bt杀虫蛋白分子毒理机制/昆虫Bt抗性分子机制以及Bt生物技术产品的研发和可持续利用具有重要的理论和实践意义。相关内容以“A versatile contribution of both aminopeptidases N and ABC transporters to Bt Cry1Ac toxicity in the diamondback moth”为题在线发表于国际著名期刊BMC Biology上。

小菜蛾是一种世界性危害的十字花科蔬菜和作物的重大农业害虫，每年在全球造成的经济损失高达40-50亿美元。基于苏云金芽胞杆菌（Bt）不同杀虫蛋白研发的生物杀虫剂和转基因作物被广泛应用于田间害虫绿色防控并取得了巨大的经济、社会和生态效益。然而，昆虫对Bt抗性快速进化严重威胁着Bt生物技术产品的推广和可持续应用。因此，揭示Bt杀虫蛋白分子毒理机制/昆虫Bt抗性分子机制至关重要。尽管研究已经表明Bt杀虫蛋白分子毒理作用和昆虫Bt抗性形成的关键在于Bt杀虫蛋白和不同中肠受体间互作环节，然而，目前不同中肠Bt受体间分子互作模式仍不清楚，导致Bt分子毒理机制/昆虫Bt抗性分子机制仍然存在较大争议。

小菜蛾是最早也是目前唯一被报道在田间对Bt生物杀虫剂产生高抗性的农业害虫，是研究Bt杀虫蛋白分子毒理机制/昆虫Bt抗性分子机制的模式材料。张友军团队已经开展小菜蛾对Bt杀虫蛋白抗性分子机制研究20余年，其间先后建立了Bt敏感和多个Bt抗性的小菜蛾种群。前期研究结果证实小菜蛾昆虫激素含量升高及其串扰可以激活MAPK信号途径通过不同转录因子反式调控多个中肠受体和非受体同源基因的差异表达，从而导致小菜蛾在无任何适合度代价的情况下对Bt杀虫蛋白Cry1Ac形成完美的高抗性。相关研究结果相继发表于PLoS Genetics（2015年，2022年）、Nature Communications （2020年）和PLoS Pathogens（2021年）等国际著名期刊，被国外同行专家评论为“里程碑意义研究论文（Landmark Paper）”，并被农业农村部遴选为“2021中国农业科学十项重大进展”。

标签： 关键环节

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