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這個(gè)發(fā)現(xiàn)不僅揭示了小菜蛾對(duì)Bt生物殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性的分子機(jī)制，也為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了新的思路。未來(lái)可以通過(guò)改變?cè)撝心c轉(zhuǎn)錄調(diào)控環(huán)路中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)抑制害蟲的生長(zhǎng)發(fā)育和抗藥性進(jìn)化，從而更有效地防治害蟲，保護(hù)農(nóng)作物免受害蟲的侵害。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目等資助。

有一種全球性重大農(nóng)業(yè)害蟲叫小菜蛾，每年造成全球經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)40-50億美元。更重要的是該害蟲對(duì)幾乎所有的殺蟲劑均產(chǎn)生了嚴(yán)重的抗藥性。那么，小菜蛾是怎樣對(duì)殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性的呢？研究人員發(fā)現(xiàn)，小菜蛾體內(nèi)的蛻皮激素（20E）含量升高是一個(gè)關(guān)鍵因素。當(dāng)小菜蛾對(duì)Bt生物殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性后，它們體內(nèi)的20E含量會(huì)顯著升高，從而抵抗Bt生物殺蟲劑的毒殺作用。

但是，為什么小菜蛾體內(nèi)的20E含量會(huì)升高呢？這就是該研究的新發(fā)現(xiàn)：小菜蛾中腸的轉(zhuǎn)錄調(diào)控環(huán)（PxDfd/miR-8545/PxGLD/20E/PxDfd）在其中發(fā)揮了重要作用。轉(zhuǎn)錄調(diào)控環(huán)中的轉(zhuǎn)錄因子和miRNA分別作為轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的重要調(diào)節(jié)因子，能夠調(diào)控基因的表達(dá)量變化。在這個(gè)研究中，科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)PxDfd是一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，它的表達(dá)量降低會(huì)導(dǎo)致中腸中一個(gè)miR-8545表達(dá)量增加，而miR-8545的表達(dá)量增加會(huì)抑制一個(gè)葡萄糖脫氫酶（GLD）基因的表達(dá)。葡萄糖脫氫酶是一種新發(fā)現(xiàn)的20E降解酶，當(dāng)它的表達(dá)被抑制時(shí)，20E的含量就會(huì)顯著增加。

乐天堂真人登录澎湃新聞（www.thepaper.cn）從中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉研究所獲悉，近日，中國(guó)農(nóng)科院張友軍研究員團(tuán)隊(duì)在Cell旗下國(guó)際著名綜合性學(xué)術(shù)期刊《創(chuàng)新》（The Innovation，IF=33.2）發(fā)表了最新研究成果“中腸轉(zhuǎn)錄調(diào)控環(huán)有利于昆蟲宿主抵御細(xì)菌病原體”（“A midgut transcriptional regulatory loop favors an insect host to withstand a bacterial pathogen”）。研究結(jié)果為昆蟲Bt抗性分子機(jī)制的闡明提供了全新的視角，對(duì)田間Bt抗性分子監(jiān)測(cè)和抗性治理具有重要的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。

通常來(lái)說(shuō)，害蟲在進(jìn)化出抗藥性以后，會(huì)導(dǎo)致一定的適合度代價(jià)，比如，死亡率升高，生長(zhǎng)發(fā)育停滯，后代數(shù)量減少等。這些代價(jià)就像是害蟲產(chǎn)生抗藥性被開的“罰單”。然而，令人驚訝的是，小菜蛾在進(jìn)化出Bt生物殺蟲劑高抗性后，卻并沒(méi)有被開“罰單”，依然活得自由自在。

科研人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)抗性小菜蛾體內(nèi)的20E含量過(guò)度升高以后，會(huì)通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)通路抑制PxDfd的表達(dá)量以降低20E含量，從而在小菜蛾中腸中形成一個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)控環(huán)路（PxDfd/miR-8545/PxGLD/20E/PxDfd）調(diào)控20E含量適度升高，以此維持小菜蛾中20E的內(nèi)穩(wěn)態(tài)，在形成Bt生物殺蟲劑抗性的同時(shí)成功避免被開“罰單”。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，害蟲危害是一大難題。因此，人們通常使用殺蟲劑來(lái)防治這些害蟲。但是，長(zhǎng)期大量使用殺蟲劑會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：害蟲會(huì)不斷進(jìn)化出對(duì)殺蟲劑的抗藥性。這似乎是一場(chǎng)無(wú)止盡的“賽跑”，人類不斷研發(fā)新的殺蟲劑，而害蟲也不斷進(jìn)化出新的殺蟲劑抗藥性。