6月12日，《自然·通訊》(Nature Communications)在線發(fā)表了我所張友軍研究員領(lǐng)銜的蔬菜蟲害防控創(chuàng)新團(tuán)隊關(guān)于昆蟲對蘇云金芽胞桿菌(Bt)抗性分子機(jī)制的最新研究成果，他們發(fā)現(xiàn)昆蟲激素水平升高可以激活MAPK信號途徑反式調(diào)控多個中腸受體基因差異表達(dá)，從而導(dǎo)致小菜蛾對Bt殺蟲蛋白Cry1Ac的高抗性。該研究首次揭示了昆蟲激素可以參與害蟲抗藥性的新功能及其分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，研究結(jié)果對于指導(dǎo)重大農(nóng)業(yè)害蟲對Bt抗性的監(jiān)測預(yù)警以及轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲作物的抗性治理具有重要的理論和實踐意義。相關(guān)內(nèi)容以“MAPK-dependent hormonal signaling plasticity contributes to overcoming Bacillus thuringiensis toxin action in an insect host”為題在線發(fā)表于國際著名Nature子刊Nature Communications上。據(jù)悉，今年是Nature Communications創(chuàng)刊10周年，而這是Nature Communications自創(chuàng)刊以來首次接收發(fā)表昆蟲Bt抗性研究領(lǐng)域的研究論文。而且，鑒于該研究成果的創(chuàng)新性和重要性，在本文被Nature Communications接收發(fā)表后，Nature旗下生態(tài)和進(jìn)化學(xué)術(shù)論壇(Nature Research Ecology & Evolution Community)主管Emma Thompson博士專門邀請本文作者為其“文章背后的故事”專欄(Behind the Paper channel)撰寫文章介紹該突破性研究成果，文章以“Hormonal regulation of Bt resistance in the diamondback moth”為題同步配發(fā)并分享了本研究背后的故事。值得注意的是，這是張友軍團(tuán)隊圍繞昆蟲MAPK信號途徑開展深入研究并將取得的研究成果發(fā)表在國際著名期刊PLoS Genetics (2015)和PNAS (2020)之后的又一全新力作。
    昆蟲對Bt抗藥性的快速進(jìn)化嚴(yán)重威脅著Bt生物殺蟲劑和轉(zhuǎn)Bt抗蟲作物的可持續(xù)應(yīng)用。前期，張友軍團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)激活的MAPK信號途徑反式調(diào)控多個中腸基因差異表達(dá)導(dǎo)致小菜蛾對Bt殺蟲蛋白Cry1Ac的高抗性，然而MAPK信號途徑上游關(guān)鍵激活信號尚不明確。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)MAPK信號途徑是反式調(diào)控小菜蛾不同中腸受體基因差異表達(dá)的“通用開關(guān)”，并且蛻皮激素(20E)和保幼激素(JH)之間的串?dāng)_可以激活MAPK信號途徑反式調(diào)控機(jī)制，使小菜蛾在維持正常生長發(fā)育的前提下對Bt 殺蟲蛋白完美進(jìn)化產(chǎn)生高抗性。本研究揭示了經(jīng)典昆蟲激素迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的新功能，闡明了激素信號可塑性是生物抵御外界病原菌入侵的跨界通用策略。
    張友軍團(tuán)隊的郭兆將副研究員、博士后康師和博士孫丹為本論文的第一作者，張友軍研究員與郭兆將副研究員為本論文的通訊作者，英國蘇塞克斯大學(xué)Neil Crickmore教授和美國肯塔基大學(xué)周序國教授參與了本項研究，該研究得到了國家自然科學(xué)基金重點項目和青年科學(xué)基金項目以及中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項目資助。

原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-020-16608-8
Nature旗下生態(tài)和進(jìn)化學(xué)術(shù)論壇同步配發(fā)文章背后的故事鏈接：https://natureecoevocommunity.nature.com/users/387087-zhaojiang-guo/posts/hormonal-regulation-of-bt-resistance-in-the-diamondback-moth