近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜虫害防控创新团队,首次阐明了MAPK信号途径调控重大蔬菜害虫小菜蛾对苏云金芽胞杆菌(Bt)杀虫蛋白产生高抗药性的线路图,为我国重大农业害虫田间Bt抗性监测预警和综合治理提供了新思路。相关研究成果发表在《公共科学图书馆·病原体 (PLoS Pathogens)》上。
据张友军研究员介绍,昆虫对Bt抗药性的快速进化严重威胁着Bt生物杀虫剂和Bt抗虫作物的研发和可持续利用。前期,该团队就已经发现昆虫激素可以激活MAPK信号途径,从而使其反式调控多个小菜蛾中肠基因差异表达,最终导致小菜蛾对Bt Cry1Ac杀虫蛋白产生了高抗性,然而MAPK信号途径被激活后是如何调控下游多个中肠基因差异表达的路径尚不明确。
该研究进一步发现MAPK信号途径通过MAP4K4— MAP3K(Raf和MAP3K7)— MAP2K(MAP2K1 MAP2K4和MAP2K6)— MAPK(ERK JNK和p38)四级信号级联放大,实现调控下游中肠基因差异表达,使小菜蛾对Bt Cry1Ac杀虫蛋白产生高抗性。研究揭示了MAPK信号途径调控小菜蛾Bt Cry1Ac杀虫蛋白抗性的线路图,为全面阐明MAPK信号途径对Bt Cry1Ac杀虫蛋白抗性的层级调控模式奠定了基础。
该研究得到了国家自然科学基金重点项目、青年项目和优青项目以及中国农科院科技创新工程等项目资助。(通讯员 许铁敏)
原文链接:https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009917