記者從中國(guó)農(nóng)科院獲悉，該院棉花研究所棉花分子遺傳改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在棉花中發(fā)現(xiàn)一個(gè)新型高效廣譜殺蟲蛋白，并揭示了該殺蟲蛋白的分子機(jī)制及應(yīng)用前景——該蛋白可以高效毒殺鱗翅目害蟲，對(duì)農(nóng)作物新品種培育具有重要意義。
4月29日，相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然植物（Nature Plants）》上。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
圖注：棉花源新型高效廣譜殺蟲蛋白的作用機(jī)制圖（中國(guó)農(nóng)科院棉花所供圖）
研究團(tuán)隊(duì)首席李付廣研究員介紹說，草地貪夜蛾、棉鈴蟲、玉米螟、稻縱卷葉螟、菜青蟲等鱗翅目害蟲，是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織認(rèn)定的全球重大農(nóng)業(yè)害蟲，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成重大威脅。國(guó)內(nèi)外對(duì)草地貪夜蛾等害蟲的防治依賴于化學(xué)農(nóng)藥防治和轉(zhuǎn)Bt作物，但草地貪夜蛾等害蟲對(duì)傳統(tǒng)的蘇云金芽孢桿菌Bt蛋白及多種化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生了田間進(jìn)化抗性，亟需新型殺蟲蛋白來防控。
該研究在植物組織培養(yǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)來自同一批次的棉花材料對(duì)棉鈴蟲和草地貪夜蛾表現(xiàn)出增強(qiáng)的抗性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，該棉花材料的抗蟲性狀是因GhJAZ24蛋白過表達(dá)引起的。為此，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了GhJAZ24蛋白的損傷誘導(dǎo)分泌型表達(dá)載體，過表達(dá)該載體的植物中GhJAZ24蛋白只在害蟲取食葉片區(qū)域周邊細(xì)胞誘導(dǎo)表達(dá)，而收獲的農(nóng)作物種子或果實(shí)則不含GhJAZ24蛋白。
研究顯示，利用該載體獲得的過表達(dá)棉花材料對(duì)草地貪夜蛾和棉鈴蟲具有顯著抗蟲性，并且獲得的過表達(dá)水稻和玉米對(duì)草地貪夜蛾、稻縱卷葉螟和玉米螟均表現(xiàn)出顯著殺蟲效果。該蛋白的殺蟲機(jī)制與蘇云金芽孢桿菌Bt蛋白的殺蟲機(jī)制完全不同，可在生產(chǎn)上替補(bǔ)過表達(dá)Bt蛋白的抗蟲農(nóng)作物，在林草、果蔬等植物的鱗翅目害蟲防控方面也可能發(fā)揮重要作用。
GhJAZ24蛋白約為傳統(tǒng)Bt蛋白的十分之一大小，預(yù)計(jì)可作為生物殺蟲劑噴灑到農(nóng)作物上，且對(duì)環(huán)境友好無殘留，可作為綠色生物農(nóng)藥用于防控多種類型的鱗翅目害蟲。
