棉铃虫田间种群对Bt棉花抗性基因存在遗传多样性

科学网，2012-06-18

来自南京农业大学植物保护学院，中国农业科学院等处的研究人员发表了题为“Diverse genetic basis of field-evolved resistance to Bt cotton in cotton bollworm in China”的文章，不仅揭示了棉铃虫田间种群对Bt棉花的抗性基因存在遗传多样性，还首次发现并证实非隐性抗性基因在Bt作物抗性演化中具有关键性作用。相关成果公布在美国《国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。

文章的通讯作者是南京农业大学植物保护学院吴益东教授，博士研究生张浩男为该论文的第一作者。该研究得到了转基因生物新品种培育重大专项、国家自然科学基金项目和高等学校创新引智计划（“111”计划）的资助（这一计划旨在从世界排名前100位的大学及研究机构的优势学科队伍中，引进1000余名优秀人才，建设100个左右世界一流的学科创新引智基地）。

自1997年起，转Bt基因抗虫棉花（简称Bt棉花）在我国开始商业化种植，有效控制了重要靶标害虫—棉铃虫的为害，减少了对化学杀虫剂的依赖，并取得了显著的经济效益和生态效益。随着Bt棉花的多年大规模种植，其表达的Bt毒素（Cry1Ac）对棉铃虫造成了强大的选择压力，棉铃虫对Bt毒素的抗性演化将严重威胁Bt棉花的使用寿命。

在这篇文章中，研究人员揭示了棉铃虫田间种群对Bt棉花的抗性基因存在遗传多样性，既有基于钙粘蛋白基因缺失突变的隐性基因，也存在基于钙粘蛋白氨基酸点突变或其他抗性机制的非隐性基因，

除此之外，还首次发现并证实非隐性抗性基因在Bt作物抗性演化中具有关键性作用。这些研究结果对于合理设计靶标害虫对Bt作物抗性的治理策略和措施具有重要指导意义。

近20年来，国际上关于害虫Bt抗性的研究主要集中于实验室筛选品系的抗性机理，抗性演化的模型模拟，以及小规模田间试验等。这些研究结果可能与田间大规模种植条件下害虫对Bt作物抗性演化的规律大相径庭。这篇PNAS论文的发表标志着Bt抗性研究已由实验室品系抗性规律的研究转入田间种群抗性分子遗传机理的研究，并为该方向的研究提供了一套示范性的解决方案。

吴益东教授课题组围绕棉铃虫Bt抗性的分子机理、抗性基因频率检测、抗性监测与治理技术进行了十多年的系统研究。自2005年以来，已先后在Applied and Environmental Microbiology，Insect Biochemistry and Molecular Biology，PLoS One，Nature Biotechnology等重要国际学术期刊上发表10余篇论文，已被SCI论文引用200多次。（来源：生物通 万纹）