中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (33): 141-149.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0769
杨洋1(
), 赵官涛1, 王露1, 王琼1, 朱珍花1, 张佩1, 何玉娇1, 赵长增1,2(
)
收稿日期:2023-11-10
修回日期:2024-04-15
出版日期:2024-11-23
发布日期:2024-11-23
通讯作者:
作者简介:杨洋,女,1992年出生,甘肃天水人,农艺师,博士,主要从事玉米分子育种研究。通信地址:730010 甘肃省兰州市城关区雁兴路21号 甘肃亚盛农业研究院有限公司,Tel:0931-8857030,E-mail:y_ang1205@163.com。
基金资助:
YANG Yang1(
), ZHAO Guantao1, WANG Lu1, WANG Qiong1, ZHU Zhenhua1, ZHANG Pei1, HE Yujiao1, ZHAO Changzeng1,2(
)
Received:2023-11-10
Revised:2024-04-15
Published:2024-11-23
Online:2024-11-23
摘要:
苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)是一种分布十分广泛的革兰氏阳性菌,其在营养生长阶段和产孢阶段能够产生一系列杀虫蛋白,是农业、林业以及公共卫生实践中常用的生物防治剂。基于基因工程技术研制的Bt作物为农业害虫治理提供了一种高效、环保的生物防控手段。然而,长时间广泛种植Bt作物使得害虫逐渐产生Bt抗性,这大大降低了Bt蛋白的杀虫效果和Bt作物的长期效益。为了深入了解Bt蛋白的作用机制和昆虫Bt抗性产生之间的关系,本文归纳了多种Bt毒素的结构与功能特征,并从免疫系统调节、毒素激活变化和毒素受体基因突变三个主要方面阐述了昆虫Bt抗性发生的分子机制。此外,还介绍了基因堆叠和“高剂量/庇护所”这两种昆虫抗性治理策略。最后,指出Bt作物未来的研究方向,包括进一步深入解析Bt毒素的作用模式和昆虫Bt抗性发生的机制,发掘新的Bt蛋白,加强Bt作物科普宣传以及建立抗性监测网络和预警系统。
杨洋, 赵官涛, 王露, 王琼, 朱珍花, 张佩, 何玉娇, 赵长增. 昆虫对Bt作物的抗性机制以及治理策略的研究进展[J]. 中国农学通报, 2024, 40(33): 141-149.
YANG Yang, ZHAO Guantao, WANG Lu, WANG Qiong, ZHU Zhenhua, ZHANG Pei, HE Yujiao, ZHAO Changzeng. Insect Resistance Mechanism to Bt Crops and Management Strategies: A Review[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(33): 141-149.
| 机制 | 物种(抗性基因) | 毒素 | 参考文献 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| CAD基因的 突变 | Heliothis virescens (CaLP/CAD3) Chilo suppressalis (CAD1/2) Helicoverpa armigera (CAD) Pectinophora gossypiella (CAD1) | Cry1Ac Cry2A/Cry1C Cry1Ac Cry1Ac | [ [ [ [ | |||
| APN基因的 突变 | Helicoverpa armigera (APN1) Trichoplusia ni (APN1) Ostrinia nubilalis (APN) Spodoptera exigua (APN1/3/6) Chilo suppressalis (APN6/8) Achaea janata (APN2) | Cry1Ac Cry1Ac Cry1Ab Cry1Ca Cry1Ab/1Ac/1Ca Cry1Ac | [ [ [ [ [ [ | |||
| ALP基因的突变 | Heliothis virescens (ALP1/2) Helicoverpa armigera (ALP1/2) Spodoptera frugiperda (ALP2) Spodoptera exigua (ALP2) Chilo suppressalis (ALPs) | Cry1Ac Cry1Ac Cry1Fa Cry2Aa Cry1A/2Aa/1Ca | [ [ [ [ [ | |||
| ABC转运蛋白基因的突变 | Helicoverpa armigera (ABCC1/2) Helicoverpa armigera (ABCA2) Heliothis virescens (ABCC2) Plutella xylostella (ABCC2/3) Spodoptera frugiperda (ABCC2/3) Trichoplusia ni (ABCA2) Helicoverpa punctigera (ABCA2) Pectinophora gossypiella (ABCA2) Chrysomela tremula (ABCB1) | Cry2Ab/1Ac Cry2Aa/2Ab Cry1Ac Cry1Fa/1Ac Cry1Fa/1Ab Cry2Ab Cry2Ab Cry2Ab Cry3Aa | [ [ [ [ [ [ [ [ [ | |||
| 机制 | 物种(抗性基因) | 毒素 | 参考文献 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| CAD基因的 突变 | Heliothis virescens (CaLP/CAD3) Chilo suppressalis (CAD1/2) Helicoverpa armigera (CAD) Pectinophora gossypiella (CAD1) | Cry1Ac Cry2A/Cry1C Cry1Ac Cry1Ac | [ [ [ [ | |||
| APN基因的 突变 | Helicoverpa armigera (APN1) Trichoplusia ni (APN1) Ostrinia nubilalis (APN) Spodoptera exigua (APN1/3/6) Chilo suppressalis (APN6/8) Achaea janata (APN2) | Cry1Ac Cry1Ac Cry1Ab Cry1Ca Cry1Ab/1Ac/1Ca Cry1Ac | [ [ [ [ [ [ | |||
| ALP基因的突变 | Heliothis virescens (ALP1/2) Helicoverpa armigera (ALP1/2) Spodoptera frugiperda (ALP2) Spodoptera exigua (ALP2) Chilo suppressalis (ALPs) | Cry1Ac Cry1Ac Cry1Fa Cry2Aa Cry1A/2Aa/1Ca | [ [ [ [ [ | |||
| ABC转运蛋白基因的突变 | Helicoverpa armigera (ABCC1/2) Helicoverpa armigera (ABCA2) Heliothis virescens (ABCC2) Plutella xylostella (ABCC2/3) Spodoptera frugiperda (ABCC2/3) Trichoplusia ni (ABCA2) Helicoverpa punctigera (ABCA2) Pectinophora gossypiella (ABCA2) Chrysomela tremula (ABCB1) | Cry2Ab/1Ac Cry2Aa/2Ab Cry1Ac Cry1Fa/1Ac Cry1Fa/1Ab Cry2Ab Cry2Ab Cry2Ab Cry3Aa | [ [ [ [ [ [ [ [ [ | |||
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