Bt抗性正在成為農業植保的重要問題之一，近日，記者從中國農業科學院獲悉，該院蔬菜花卉研究所張友軍團隊在小菜蛾Bt抗性中腸受體基因轉錄調控機制研究領域取得新進展，研究結果為昆蟲Bt抗性轉錄調控機制研究提供了全新視角。相關研究發表在國際著名期刊《影響因子（PLoS Genetics）》上。

Bt是蘇云金芽胞桿菌的簡稱，屬革蘭氏陽性細菌，它產生的多種殺蟲蛋白可以殺死多種農業害蟲，具有靶標特異、環境友好的特點，基于Bt殺蟲蛋白的生物殺蟲劑及轉基因作物已廣泛應用于全球農業生產。

然而，隨著Bt生物殺蟲劑和轉Bt基因抗蟲作物的大面積使用與推廣，害蟲對Bt快速進化產生抗藥性，嚴重制約了Bt生物技術產品的發展。據介紹，目前，全世界至少已經有9種重大農業害蟲在田間對Bt生物殺蟲劑和轉Bt基因抗蟲作物產生了高抗性。

其中，小菜蛾是為害十字花科蔬菜和作物的重要害蟲，每年在全球造成的經濟損失高達40億－50億美元，并且對多種化學和生物殺蟲劑產生了抗藥性，是最早在田間被報道對Bt生物殺蟲劑產生抗藥性的農業害蟲。

張友軍團隊前期研究已表明，小菜蛾昆蟲激素含量升高及其串擾激活的MAPK信號途徑反式調控中腸受體和非受體同源基因差異表達，從而使小菜蛾在維持正常生長發育的前提下對Bt Cry1Ac殺蟲蛋白產生完美的高抗性。然而，MAPK信號途徑調控中腸基因差異表達的轉錄調控機制仍不清楚。

在前期研究的基礎上，張友軍團隊此次成功解析了小菜蛾Bt Cry1Ac殺蟲蛋白受體基因PxmALP的轉錄調控機制。研究發現，該基因的啟動子序列在Cry1Ac敏感和抗性種群中雖然存在多個SNP位點，但這些位點并不影響PxmALP的啟動子活性。進一步分析表明，PxmALP啟動子區存在多個轉錄因子結合位點，其中轉錄因子GATAd在敏感種群中表達量顯著高于抗性種群，且可差異調控敏感和抗性小菜蛾啟動子活性變化。

隨后，通過定點突變、EMSA及酵母單雜等實驗技術，該研究驗證了GATAd可與敏感和抗性小菜蛾啟動子中不同的結合位點特異性結合。此外，在抗性啟動子中GATAd結合位點附近，連續六個核苷酸的插入顯著抑制了GATAd的調控活性。抗性小菜蛾種群中利用RNAi沉默MAPK信號途徑上游的MAP4K4基因后，GATAd和PxmALP基因的表達量顯著上調，說明MAPK信號途徑通過反式調控GATAd從而調控PxmALP基因的表達，導致小菜蛾對Bt殺蟲蛋白Cry1Ac產生高抗性。

據介紹，該研究為昆蟲Bt抗性相關基因的轉錄調控機制研究提供了重要借鑒，并為揭示害蟲Bt抗性進化機制提供了理論支撐。