| 近日，中國農業科學院蔬菜花卉研究所張友軍研究員領銜的蔬菜蟲害防控創新團隊與國外同行合作在小菜蛾抗Bt (Bacillus thuringiensis)分子機制領域取得重要進展。
該研究發現了MAPK(絲裂原活化蛋白激酶)信號途徑反式調控ALP(堿性磷酸酶)和ABC轉運蛋白導致了小菜蛾對Bt殺蟲劑的高抗性。研究結果對開發早期的Bt抗性分子檢測技術，制定針對Bt殺蟲劑或轉Bt基因植物的抗藥性治理策略具有重要的理論與實踐意義。
小菜蛾是一種世界性重要農業害蟲，每年因小菜蛾造成的損失高達40–50億美元。Bt(蘇云金芽孢桿菌)是一種革蘭氏陽性菌，能產生多種特異性殺死害蟲的殺蟲晶體蛋白，因其對害蟲高效，對人畜環境安全而在世界范圍內得到廣泛應用。同時，編碼Bt殺蟲蛋白的基因也被轉入到了多種重要的糧棉作物中，在減少害蟲危害、增加作物產量、減少化學農藥對環境的污染等方面發揮了極其重要的作用。然而，Bt轉基因農作物和Bt制劑的應用正面臨著致命的威脅，即害蟲對Bt的抗藥性。目前，至少有6種重要農業害蟲已在田間對Bt制劑或轉Bt基因作物產生了抗藥性。如果任由其抗性發展，當抗性水平達到一定程度時，無論是天然的Bt制劑還是轉Bt基因作物都將變得毫無意義。
小菜蛾是世界上第一個對Bt產生抗藥性的害蟲。過去10余年，張友軍團隊先后建立了Bt敏感及多個Bt抗性的小菜蛾種群，包括對Bt殺蟲蛋白Cry1Ac抗性近4000倍的近等基因系。利用這些特異的實驗材料，系統揭示了小菜蛾對Bt殺蟲劑的抗性遺傳方式、抗性適合度以及交互抗性譜。并通過生物化學、分子生物學和細胞學的手段，揭示了小菜蛾對Bt的高抗性是由BtR-1抗性基因座內一個絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號途徑關鍵基因(MAP4K4)反式調控多個Bt殺蟲蛋白受體基因，包括BtR-1抗性基因座外的堿性磷酸酶(ALP)和BtR-1抗性基因座內的多個ABC轉運蛋白(ABCC2和ABCC3)，導致其表達量下調從而引起了對Bt殺蟲蛋白的高抗性。
這一原創性研究成果于2015年4月13日發表在國際著名遺傳學期刊《公共科學圖書館•遺傳學(PLoS Genetics)》上。 |
