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昆虫激素调控害虫对Bt杀虫蛋白的抗药性

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  6月12日,《自然·通讯(Nature Communications)》在线发表了中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜虫害防控创新团队关于昆虫对苏云金芽胞杆菌(Bt)抗性分子机制的最新研究成果,研究发现昆虫激素水平升高可以激活MAPK信号途径反式调控多个中肠受体基因差异表达,从而导致小菜蛾对Bt杀虫蛋白Cry1Ac的高抗性。该研究首次揭示了昆虫激素可以参与害虫抗药性的新功能及其分子调控网络,阐明了激素信号可塑性是生物抵御外界病原菌入侵的跨界通用策略。研究结果对于指导重大农业害虫对Bt抗性的监测预警以及转Bt基因抗虫作物的抗性治理具有重要的理论和实践意义。

  据张友军研究员介绍,昆虫对Bt抗药性的快速进化严重威胁着Bt生物杀虫剂和转Bt抗虫作物的可持续应用。前期,该团队发现激活的MAPK信号途径反式调控多个中肠基因差异表达导致小菜蛾对Bt杀虫蛋白Cry1Ac的高抗性,然而MAPK信号途径上游关键激活信号尚不明确。该研究进一步发现MAPK信号途径是反式调控小菜蛾不同中肠受体基因差异表达的“通用开关”,并且蜕皮激素(20E)和保幼激素(JH)之间的串扰可以激活MAPK信号途径反式调控机制,使小菜蛾在维持正常生长发育的前提下对Bt杀虫蛋白完美进化产生高抗性。 

 

  该研究得到国家自然科学基金重点项目和中国农科院科技创新工程等项目资助。(通讯员 许铁敏)

  原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-16608-8

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