記者從中國農科院獲悉，該院棉花研究所棉花分子遺傳改良創(chuàng)新團隊在棉花中發(fā)現(xiàn)一個新型高效廣譜殺蟲蛋白，并揭示了該殺蟲蛋白的分子機制及應用前景——該蛋白可以高效毒殺鱗翅目害蟲，對農作物新品種培育具有重要意義。
4月29日，相關研究成果發(fā)表在國際頂級學術期刊《自然植物（Nature Plants）》上。該研究得到國家重點研發(fā)計劃項目和國家自然科學基金等項目的資助。
圖注：棉花源新型高效廣譜殺蟲蛋白的作用機制圖（中國農科院棉花所供圖）
研究團隊首席李付廣研究員介紹說，草地貪夜蛾、棉鈴蟲、玉米螟、稻縱卷葉螟、菜青蟲等鱗翅目害蟲，是聯(lián)合國糧農組織認定的全球重大農業(yè)害蟲，對農業(yè)生產構成重大威脅。國內外對草地貪夜蛾等害蟲的防治依賴于化學農藥防治和轉Bt作物，但草地貪夜蛾等害蟲對傳統(tǒng)的蘇云金芽孢桿菌Bt蛋白及多種化學農藥產生了田間進化抗性，亟需新型殺蟲蛋白來防控。
該研究在植物組織培養(yǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)來自同一批次的棉花材料對棉鈴蟲和草地貪夜蛾表現(xiàn)出增強的抗性。進一步研究發(fā)現(xiàn)，該棉花材料的抗蟲性狀是因GhJAZ24蛋白過表達引起的。為此，研究團隊設計了GhJAZ24蛋白的損傷誘導分泌型表達載體，過表達該載體的植物中GhJAZ24蛋白只在害蟲取食葉片區(qū)域周邊細胞誘導表達，而收獲的農作物種子或果實則不含GhJAZ24蛋白。
研究顯示，利用該載體獲得的過表達棉花材料對草地貪夜蛾和棉鈴蟲具有顯著抗蟲性，并且獲得的過表達水稻和玉米對草地貪夜蛾、稻縱卷葉螟和玉米螟均表現(xiàn)出顯著殺蟲效果。該蛋白的殺蟲機制與蘇云金芽孢桿菌Bt蛋白的殺蟲機制完全不同，可在生產上替補過表達Bt蛋白的抗蟲農作物，在林草、果蔬等植物的鱗翅目害蟲防控方面也可能發(fā)揮重要作用。
GhJAZ24蛋白約為傳統(tǒng)Bt蛋白的十分之一大小，預計可作為生物殺蟲劑噴灑到農作物上，且對環(huán)境友好無殘留，可作為綠色生物農藥用于防控多種類型的鱗翅目害蟲。
