日前,中國農業科學院植物保護研究所吳孔明科研團隊闡明了害蟲對蘇云金芽胞桿菌(Bacillus thuringiensis,Bt)作物抗性治理新策略,相關研究成果于2017年5月8日以“雜交轉基因Bt棉和非Bt棉種子混合延緩紅鈴蟲抗性”(Hybridizing transgenic Bt cotton with non-Bt cotton counters resistance in pink bollworm)為題在線發表在國際頂尖SCI學術期刊《國家科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences,PNAS)》上。

轉Bt基因抗蟲棉花、玉米和大豆已在世界范圍內廣泛種植,高效控制了靶標害蟲的發生與危害,顯著減少了化學農藥的用量。但近年來,因害蟲產生抗性導致防治失敗的案例不斷出現,已成為影響Bt作物持續利用的最主要因素。植保所科學家與湖北農業科學院和美國亞利桑那大學等單位合作,對我國長江流域Bt棉花與紅鈴蟲的互作關系開展了11年的研究工作。結果表明,長江流域紅鈴蟲2008年左右已進入早期抗性階段,但此后生產上開始大規模種植F2代雜交抗蟲棉。由于抗蟲雜交棉父、母本多為一個抗蟲棉品系和一個常規棉品系,其F2代分離產生普通棉株,這些分離的普通棉花為紅鈴蟲提供了庇護所。對紅鈴蟲自然種群抗性基因的分析顯示,抗性多產生于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與普通棉株敏感紅鈴蟲交配產生的雜合子,仍然可以被Bt棉花殺死,而不能形成抗性紅鈴蟲種群。進一步對長江流域6省17個樣點紅鈴蟲種群發生量及Bt抗性水平的監測表明,隨著F2代雜交抗蟲棉大面積的生產應用,紅鈴蟲對Bt棉花的抗性發展受到了有效控制。
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的抗性,發展了害蟲抗性治理的新方法和新策略,對推動Bt作物產業和轉基因作物環境風險管理工作的發展有重要理論和應用意義。
該研究得到國家自然科學基金和轉基因重大專項的資助,文章的第一作者是萬鵬研究員,通訊作者為吳孔明研究員。(通訊員 孫爻)
論文鏈接:http://www.pnas.org/content/early/2017/05/02/1700396114.full.pdf