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我国科学家发现棉铃虫对Bt作物的抗性新机制
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苏云金芽孢杆菌代谢过程中产生的晶体蛋白对多种害虫具有毒性作用。转基因技术培育的抗虫棉、抗虫玉米和抗虫大豆已在世界范围内商业化。中国农业科学院植物保护研究所棉花害虫研究组的研究发现,棉铃虫Bt毒素受体基因ABCC2的变异可导致对Bt作物的高水平抗性,但这种变异显着增加了抗性棉铃虫对另一种生物毒素阿维菌素的敏感性。

阿维菌素是一种具有杀虫、杀螨和杀线虫活性的16元大环内酯化合物。它是由链霉菌(Streptomyces avermitilis)在链霉菌(Streptomyces)中发酵产生的,广泛用于农业害虫的防治。三磷酸腺苷结合盒转运蛋白是一种膜整合素,在维持细胞正常生理功能中发挥重要作用。ABCC2是ABC转运蛋白家族基因的重要成员,负责昆虫肠道和消化道中重金属离子和次生代谢物的富集和转运到体外。Abcc2是一种新发现的昆虫潜在毒素受体,在昆虫代谢清除外源毒素的过程中发挥重要作用。研究发现棉铃虫ABCC2是Bt-Cry1Ac毒素的受体,其变异可导致Bt-Cry1Ac毒素失去其在棉铃虫中肠的结合位点,并对Bt作物产生高水平的抗性。由于棉铃虫ABCC2基因具有从机体代谢中去除阿维菌素的生物学功能,ABCC2的变异导致阿维菌素在体内的积累,并显着增加其杀虫毒性。这一科学发现证实了棉铃虫对两种生物毒素的负交叉抗性,并阐述了其分子机理,为棉铃虫等目标害虫对Bt作物的抗性治理提供了新思路。同时,也为进一步分析棉铃虫/Bt毒素/阿维菌素之间的相互作用,进一步阐明昆虫与病原微生物的共同进化机制奠定了基础。

(中国农业科学院植物保护研究所)(编辑:董闫学)

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