Bt蛋白的百年冤屈史

Bt蛋白，能毒杀害虫，那它是否…可能……肯定……绝对……能毒杀人类。

一个疑问，变成一个假设，再变成一个结论，最终变成一个真理。

Bt蛋白，就在这样的流言蜚语中，变成了一剂可怕的毒药。

Bt是什么？

Bt，不是变态，更不是变天。Bt是Bacillus thuringiensis两个单词首字母的缩写。Bacillus thuringiensis是拉丁文，一种细菌的名字，中文名是苏云金芽孢杆菌。

细菌是微生物。微生物像江湖中的异士，各怀绝技。微生物充斥着这个星球的每一个角落，像黑暗中的幽灵。Bt就是这样一个杀人……哦，不……杀虫于无形的死亡幽灵。

时间回到115年以前。

1901年，日本科学家石渡（Ishiwata）发现一种家蚕在病死前，突然停止食桑，全身颤抖，很快侧倒死亡，因而命名为猝倒病。

为了一探究竟，他把家蚕开腔破肚，发现肠道糜烂，死得痛苦。石渡倍感震惊，什么毒药竟然比三笑逍遥散还阴狠，能让家蚕穿心断肠，瞬间毙命？他从肠道中发现了罪魁祸首，是一种细菌，一个恐怖的死亡幽灵，像三尸脑神丹一样，撕咬着家蚕的肠胃。

十年之后，1911年，德国科学家Ernst Berliner在地中海粉斑螟患病幼虫中也分离出了这种细菌。但是，给这个死亡幽灵取一个什么特别的名字却让他伤透了脑筋。最终，他可能从南京小笼包、兰州拉面中获得了灵感，这个细菌是在德国一个叫苏云金的地方发现的，因此就命名为苏云金芽孢杆菌。

从此，苏云金芽孢杆菌走向了历史的舞台，掀起了一场农业革命。

Bt蛋白是什么？

1938年，苏云金芽孢杆菌在法国正式成为商品，用于防虫治虫。现在，市场上仍然有苏云金芽孢杆菌杀虫制剂销售。这种杀虫剂是纯天然的，所以它伺候过的蔬菜、水果一般都被标上有机、绿色、放心等字样，卖着不菲的价格。

可惜的是，苏云金芽孢杆菌杀虫制剂生产成本较高，价格较贵，无法大规模使用。

苏云金芽孢杆菌很有意思，胞内有个巨大的晶体，像钻石一样，有的是菱形，有的是圆形，因此很形象地被命名为伴胞晶体。不过，伴胞晶体只是一种蛋白质，不像河蚌体内的珍珠那样是一种宝石。

1956年，科学家Angus发现苏云金芽孢杆菌的杀虫利器就是伴孢晶体蛋白。遗憾的是，作为理工男的生物学家总是那么耿直，仅仅因为伴胞晶体能杀虫，就不顾它的美丽，取了一个令人生畏的名字——Bt毒蛋白，不但BT（变态），而且有毒。

伴孢晶体虽不是钻石，但胜似钻石，比钻石更珍贵，更有用。它的发现为培育转基因抗虫作物提供了可能，但前提是要获得它的编码基因。

随着分子生物学技术的发展，这个问题很快就迎刃而解了。截止目前，已经克隆了396种Bt蛋白基因。

1988年，孟山都公司将Bt蛋白基因转入棉花中，获得了第一批转基因抗虫棉。1996年，孟山都公司推出保铃抗虫Bt转基因棉花。

随后，Bt转基因棉花和玉米以超乎想象的速度在全球被大面积推广。在中国，只允许种植Bt转基因棉花，Bt转基因玉米不能种植，只能进口。中国自己培育的Bt转基因水稻还没批准推广种植。

Bt蛋白有毒吗？

是的，Bt蛋白有毒，否则就不叫毒蛋白了。

Bt蛋白是一剂毒药。但它不是万能毒药，只能毒杀某些昆虫。

问题是为什么它只对昆虫有毒性？难道它有一双眼睛？其实有分辨能力的是昆虫的肠道。

昆虫的肠胃是碱性环境。在碱性条件下，Bt蛋白晶体的氨基酸链被特异性地转变成活性肽段（注意不是降解成一个个的氨基酸）。此时，昆虫肠道表面的眼睛——Bt蛋白受体——就能识别这些肽段，并且和它来个亲密接触。Bt蛋白受体就像潜伏在昆虫中的内应，和Bt蛋白成熟肽段里应外合，搅动着肠道细胞，掀起了一场暴风骤雨、惊涛骇浪。最终肠道细胞内的电解质平衡被破坏，造成肠道穿孔，昆虫无法进食，痛苦而死。

看到这里，是不是脊背发凉、冷汗直冒？

不用担心。我们不是昆虫，我们的胃是酸性环境。在酸性条件下，Bt蛋白晶体的氨基酸链被降解成一个个的氨基酸（注意不是有活性的肽段）。更重要的是，人的肠道表面没有识别Bt蛋白的眼睛——Bt蛋白受体。在人的肠胃中，Bt蛋白降解而成的氨基酸被肠道吸收，作为人体蛋白质和其他物质的合成原料。因此，对人类来说，Bt蛋白只是一种普通的蛋白质，一种营养物质而已。

现已证实，Bt蛋白对鳞翅目、鞘翅目、双翅目等10个目的500多种昆虫有毒性。但不包括人、哺乳动物和家禽，他们的肠道中没有Bt蛋白受体。

所以，Bt蛋白是一剂毒药，还是一剂被误解的毒药。

作者王勐骋，山东大学生命科学学院