日前,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所吳孔明科研團(tuán)隊(duì)闡明了害蟲(chóng)對(duì)蘇云金芽胞桿菌(Bacillus thuringiensis,Bt)作物抗性治理新策略,相關(guān)研究成果于2017年5月8日以“雜交轉(zhuǎn)基因Bt棉和非Bt棉種子混合延緩紅鈴蟲(chóng)抗性”(Hybridizing transgenic Bt cotton with non-Bt cotton counters resistance in pink bollworm)為題在線發(fā)表在國(guó)際頂尖SCI學(xué)術(shù)期刊《國(guó)家科學(xué)院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences,PNAS)》上。
轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)棉花、玉米和大豆已在世界范圍內(nèi)廣泛種植,高效控制了靶標(biāo)害蟲(chóng)的發(fā)生與危害,顯著減少了化學(xué)農(nóng)藥的用量。但近年來(lái),因害蟲(chóng)產(chǎn)生抗性導(dǎo)致防治失敗的案例不斷出現(xiàn),已成為影響B(tài)t作物持續(xù)利用的最主要因素。植保所科學(xué)家與湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)院和美國(guó)亞利桑那大學(xué)等單位合作,對(duì)我國(guó)長(zhǎng)江流域Bt棉花與紅鈴蟲(chóng)的互作關(guān)系開(kāi)展了11年的研究工作。結(jié)果表明,長(zhǎng)江流域紅鈴蟲(chóng)2008年左右已進(jìn)入早期抗性階段,但此后生產(chǎn)上開(kāi)始大規(guī)模種植F2代雜交抗蟲(chóng)棉。由于抗蟲(chóng)雜交棉父、母本多為一個(gè)抗蟲(chóng)棉品系和一個(gè)常規(guī)棉品系,其F2代分離產(chǎn)生普通棉株,這些分離的普通棉花為紅鈴蟲(chóng)提供了避護(hù)所。對(duì)紅鈴蟲(chóng)自然種群抗性基因的分析顯示,抗性多產(chǎn)生于Bt受體鈣粘蛋白基因的突變,為隱性遺傳。這樣,Bt棉株存活的抗性紅鈴蟲(chóng)與普通棉株敏感紅鈴蟲(chóng)交配產(chǎn)生的雜合子,仍然可以被Bt棉花殺死,而不能形成抗性紅鈴蟲(chóng)種群。進(jìn)一步對(duì)長(zhǎng)江流域6省17個(gè)樣點(diǎn)紅鈴蟲(chóng)種群發(fā)生量及Bt抗性水平的監(jiān)測(cè)表明,隨著F2代雜交抗蟲(chóng)棉大面積的生產(chǎn)應(yīng)用,紅鈴蟲(chóng)對(duì)Bt棉花的抗性發(fā)展受到了有效控制。
該研究首次證明了Bt作物和非Bt作物種子混合可以有效治理害蟲(chóng)的抗性,發(fā)展了害蟲(chóng)抗性治理的新方法和新策略,對(duì)推動(dòng)Bt作物產(chǎn)業(yè)和轉(zhuǎn)基因作物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理工作的發(fā)展有重要理論和應(yīng)用意義。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)的資助,文章的第一作者是萬(wàn)鵬研究員,通訊作者為吳孔明研究員。(通訊員 孫爻)
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