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我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)棉花源新型高效廣譜殺蟲蛋白

http://www.texnet.com.cn/ 2024-05-06 09:42:00 來源:中國紡織報

  近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花分子遺傳改良創(chuàng)新團(tuán)隊在棉花中發(fā)現(xiàn)了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(jī)制及應(yīng)用前景,該蛋白可以高效毒殺鱗翅目害蟲,對農(nóng)作物新品種培育具有重要意義。目前,相關(guān)研究成果已發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然植物(Nature Plants)》上。

  據(jù)團(tuán)隊首席李付廣研究員介紹,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(nóng)組織認(rèn)定的全球重大農(nóng)業(yè)害蟲,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成重大威脅。國內(nèi)外對草地貪夜蛾等害蟲的防治依賴于化學(xué)農(nóng)藥防治和轉(zhuǎn)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(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生了田間進(jìn)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(qiáng)的抗性。進(jìn)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(dá)引起的。研究團(tuán)隊設(shè)計了GhJAZ24蛋白的損傷誘導(dǎo)分泌型表達(dá)載體,過表達(dá)該載體的植物中GhJAZ24蛋白只在害蟲取食葉片區(qū)域周邊細(xì)胞誘導(dǎo)表達(dá),而收獲的農(nóng)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(dá)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(dá)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(jī)制與蘇云金芽孢桿菌Bt蛋白的殺蟲機(jī)制完全不同,可在生產(chǎn)上替代過表達(dá)Bt蛋白的抗蟲農(nóng)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(yù)計可作為生物殺蟲劑噴灑到農(nóng)作物上,且對環(huán)境友好無殘留,可作為綠色生物農(nóng)藥用于防控多種類型的鱗翅目害蟲。

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