蘇云金芽孢桿菌（Bt）代謝過(guò)程中產(chǎn)生的晶體蛋白對(duì)多種害蟲(chóng)具有毒殺作用，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的Bt棉花、Bt玉米和Bt大豆已在全球范圍內(nèi)商業(yè)化種植。中國(guó)農(nóng)科院植保所研究組研究發(fā)現(xiàn)， 棉鈴蟲(chóng)Bt毒素受體基因ABCC2的變異可以導(dǎo)致其對(duì)Bt作物產(chǎn)生高水平的抗性，但這種變異顯著增加了抗性棉鈴蟲(chóng)對(duì)另外一種生物毒素阿維菌素的敏感性。研究成果于2月12日在線(xiàn)發(fā)表于院選頂尖核心期刊PLoS Pathogens。

阿維菌素是一類(lèi)具有殺蟲(chóng)、殺螨和殺線(xiàn)蟲(chóng)活性的十六元大環(huán)內(nèi)酯化合物，由鏈霉菌中阿維鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生，廣泛用于農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的防治。腺苷三磷酸結(jié)合盒式轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）是一類(lèi)膜整合蛋白，對(duì)維持細(xì)胞正常的生理功能起重要作用；ABCC2是ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體家族基因的重要成員，負(fù)責(zé)在昆蟲(chóng)的腸腔及消化道中富集運(yùn)送重金屬離子、次生代謝物到體外，是昆蟲(chóng)體內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的潛在的毒素受體，在昆蟲(chóng)代謝清除外源毒素的過(guò)程中發(fā)揮重要功能。本項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)：棉鈴蟲(chóng)ABCC2是Bt-Cry1Ac毒素的受體，其變異可導(dǎo)致Bt-Cry1Ac毒素喪失在棉鈴蟲(chóng)中腸內(nèi)的結(jié)合位點(diǎn)而產(chǎn)生對(duì)Bt作物的高水平抗性。由于棉鈴蟲(chóng)ABCC2基因具有從蟲(chóng)體內(nèi)代謝排除阿維菌素的生物學(xué)功能，ABCC2的變異導(dǎo)致了阿維菌素在蟲(chóng)體內(nèi)的積累而顯著增加了其殺蟲(chóng)毒性。此項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)證實(shí)了棉鈴蟲(chóng)對(duì)兩種生物毒素存在負(fù)交互抗性現(xiàn)象并闡述了其分子機(jī)理，為棉鈴蟲(chóng)等靶標(biāo)害蟲(chóng)對(duì)Bt作物的抗性治理提供了新思路。同時(shí)，本研究還為深入解析棉鈴蟲(chóng)/Bt毒素/阿維菌素的互作關(guān)系，進(jìn)一步明確昆蟲(chóng)與病原微生物的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。

該研究工作是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所與華中師范大學(xué)等單位合作完成的，得到國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體等項(xiàng)目的資助。