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更为智能的生物杀虫剂

发布日期:2011-10-11 

在病虫害防治上最成功的的战略之一是,赋予基因从苏云金芽孢杆菌,或简称为转bt基因编码蛋白质,杀灭害虫吃作物。但害虫bt毒素,威胁到这种方法的持续成功是不断发展的阻力。在本期的“自然生物技术,由ua教授布鲁斯tabashnik领导的一个研究小组报告发现一个小的修改毒素的结构,克服了一些自然的,未经修改的bt毒素有抗药性的主要害虫的防御。

“一个给定的bt毒素只杀死某些昆虫有合适的受体在他们的肠道,tabashnik农业与生命科学学院,ua的昆虫学部门的负责人解释说。” “这是bt毒素是一种环保的方式来控制害虫的原因之一,”他说。 “他们不乱杀,bt棉,例如,不会杀死蜜蜂,老太太的错误,和其他有益昆虫。”

不同于传统的广谱杀虫剂,bt毒素杀死的品种范围狭窄,因为其效力是一个非常具体的约束力的互动与昆虫的肠道细胞表面上的受体,类似的一个关键,只有符合一定的锁定的决定。

“如果你换锁,它不会工作,tabashnik说。” “昆虫适应通过进化改变自然发生的突变是在昆虫种群有,并进行抗bt毒素的基因,使这些个人有选择性的优势。”是使用一种毒素越多,就越有可能是害虫会适应。 bt毒素已使用了几十年的喷雾剂。 15年前,使bt毒素的作物商品化,覆盖140多万英亩,在2010年,全球,根据tabashnik。

tabashnik的团队在与亚历杭bravo和马里奥soberón的国立自治大学墨西哥(unam)的共同努力,更好地了解如何bt毒素工作,并制定相应的对策,以控制抗性害虫。

“我们的合作者开发有关详细的模型,在分子水平上的每一步,”tabashnik说,“什么受体毒素结合,酶等互动。”

以前的研究工作已经证明,bt毒素cadherin蛋白在昆虫肠道有约束力的是在这个过程中,最终杀死昆虫的关键一步。在国立自治大学的结果表明,bt毒素cadherin的具有约束力,促进下一步 - 昆虫的酶的一小部分的毒素修剪。同时,tabashnik的团队确定实验室的一个主要的棉花害虫,红铃虫(棉红铃虫),在基因突变改变了钙粘蛋白,从而减少对bt毒素结合的耐药菌株。

从国立自治大学和ua的调查结果一并考虑暗示,在有害生物的自然发生,耐药菌株的基因突变改变了锁 - 钙粘蛋白受体 - 使bt毒素 - 关键 - 不再适合。修剪不会发生,因此,整个产业链的事件是停止在其轨道上,和昆虫生存。

tabashnik说:“因此,我们的合作者在墨西哥问,',我们为什么不修剪,通过基因工程,创造基因bt毒素,不再需要完整的钙粘蛋白受体,以杀灭害虫的毒素,?”

在初步测试中,研究人员发现,修改后的毒素杀死毛虫的烟草hornworm,烟草天蛾,其中钙粘蛋白的生产是由一种叫做rna干扰技术阻断。修改后的毒素也被杀害了抗红铃虫毛虫,携带突变,改变了他们的cadherin的。

“这些实验使我们推测,将修改后的bt毒素杀死昆虫携带突变的钙粘蛋白受体的耐药机制,tabashnik说。”

为了找到答案,小组邀请来自世界各地的同事参加一次大胆的尝试。 “我们送他们没有告诉他们哪个是哪个,并要求他们以测试他们在实验室对耐药菌株的毒素两种类型的本地和修改的毒素,”tabashnik说。

原来,事情比预测的假设更加复杂。修改毒素并不总是工作与钙粘蛋白基因突变的昆虫,他们的工作不是由一个钙粘蛋白基因突变引起的,其电阻对一些昆虫出奇地好。

“我们仍然不知道为什么修改后的毒素,以便对一些耐药菌株,而不是其他有效的”tabashnik说。 “带回家的消息是在逐案基础,我们需要看看这个。”

tabashnik指出,“实验室检测结果的基础上,我们认为修改后的bt毒素可能是有用的,但我们不会知道,直到他们在实地测试。”他说,结果是令人鼓舞的,足够的先锋,一个主要的农业和生物技术公司,取得了显著的投资,以追求技术。

通过ua的技术转让办公室,ua的股份在技术已授权给国立自治大学,这反过来又选定为他们在探索其商业化的潜力的商业银河娱乐网站的合作伙伴的先锋。

“至少,我们学到更多的害虫和它们之间的相互作用与bt毒素,tabashnik说。” “在最好的情况下,这可以帮助种植者保持环保的病虫害防治。”

此外tabashnik,bravo和soberón,以下的合著者,促成了这一研究:fangne??ng黄b.罗杰斯伦纳德和解脱吉米雷布莱尔齐格弗里德和murugesan rangasamy在路易斯安那州巴吞鲁日,路易斯安那州立大学农业中心;在内布拉斯加州林肯,内布拉斯加大学;吴亚军和林亦东在中国南京,在南京农业大学吴杨;琳达在克莱姆森,sc在克莱姆森大学加恩在耶拿,德国马克斯普朗克化学生态学研究所的大卫赫克尔


最后更新:2011-10-11