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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防治這些害蟲。但是，長期大量使用殺蟲劑會出現(xiàn)一個問題：害蟲會不斷進化出對殺蟲劑的抗藥性。這似乎是一場無止盡的“賽跑”，人類不斷研發(fā)新的殺蟲劑，而害蟲也不斷進化出新的殺蟲劑抗藥性。

但是，為什么小菜蛾體內(nèi)的20E含量會升高呢？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)控基因的表達量變化。在這個研究中，科研團隊發(fā)現(xiàn)PxDfd是一個關鍵的轉(zhuǎn)錄因子，它的表達量降低會導致中腸中一個miR-8545表達量增加，而miR-8545的表達量增加會抑制一個葡萄糖脫氫酶（GLD）基因的表達。葡萄糖脫氫酶是一種新發(fā)現(xiàn)的20E降解酶，當它的表達被抑制時，20E的含量就會顯著增加。

科研人員發(fā)現(xiàn)，當抗性小菜蛾體內(nèi)的20E含量過度升高以后，會通過負反饋調(diào)節(jié)通路抑制PxDfd的表達量以降低20E含量，從而在小菜蛾中腸中形成一個轉(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成功避免被開“罰單”。

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)濟損失高達40-50億美元。更重要的是該害蟲對幾乎所有的殺蟲劑均產(chǎn)生了嚴重的抗藥性。那么，小菜蛾是怎樣對殺蟲劑產(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）含量升高是一個關鍵因素。當小菜蛾對Bt生物殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性后，它們體內(nèi)的20E含量會顯著升高，從而抵抗Bt生物殺蟲劑的毒殺作用。

尊龙人生就是博ag旗舰厅澎湃新聞（www.thepaper.cn）從中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所獲悉，近日，中國農(nóng)科院張友軍研究員團隊在Cell旗下國際著名綜合性學術(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抗性分子機制的闡明提供了全新的視角，對田間Bt抗性分子監(jiān)測和抗性治理具有重要的理論和實踐指導意義。

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

這個發(fā)現(xiàn)不僅揭示了小菜蛾對Bt生物殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性的分子機制，也為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了新的思路。未來可以通過改變該中腸轉(zhuǎn)錄調(diào)控環(huán)路中的任何一個環(huán)節(jié)來抑制害蟲的生長發(fā)育和抗藥性進化，從而更有效地防治害蟲，保護農(nóng)作物免受害蟲的侵害。該研究得到國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體項目和中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程項目等資助。