氨肽酶N(APN)与鳞翅目昆虫对Bt抗性的关系

使用Bt Cry毒素防治农业害虫是作物生产上的一个革命性的进步,受体与Bt杀虫蛋白结合能力的改变可能是昆虫对Bt产生抗性的主要原因。氨肽酶N(aminopeptidase N,APN)是一类存在于昆虫中肠内的Bt毒素受体蛋白,通过讨论APN与Bt毒素的结合作用,综述了APN基因变异与鳞翅目昆虫Bt抗性相关的分子机理,并介绍了(Bt)Cry毒素与APN相关的作用方式新模型。     

害虫对转Bt基因作物的抗性及治理

转Bt基因作物可在植株体内表达来源于苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)的杀虫蛋白,在害虫控制中起着重要作用,但害虫也随之对Bt作物不可避免地产生抗性,逐渐威胁着Bt作物的可持续利用。了解Bt毒素的作用机理及害虫对Bt毒素的抗性机制将有助于制定行之有效的抗性治理策略,如高剂量/庇护区策略、多毒素策略、使用新的杀虫毒素和抗性监测等。这些策略或措施将有利于延缓害虫抗性,延长Bt作物的使用寿命,促进Bt作物的可持续利用。     

昆虫对Bt毒素抗性监测和治理策略研究进展

随着Bt制剂的长期使用和转Bt基因作物广泛种植,昆虫对Bt毒素的抗性随之产生。本文就Bt毒素的杀虫机理、昆虫对转Bt基因作物的抗性表现形式及抗性监测的方法进行系统的综述,并就昆虫对Bt毒素抗性的治理策略进行必要的总结。     

转vip3基因作物研究进展

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)杀虫晶体蛋白(Insecticidal Crystal Proteins,ICPs)转基因作物在全球种植已近15年。随着转基因作物种植面积的扩大,害虫对Bt杀虫蛋白产生抗性已成为一个严峻的问题。通过研究发现,苏云金芽孢杆菌的营养生长阶段可产生一种新的毒素,即VIP3蛋白。VIP3蛋白与已知的ICPs没有序列同源性和结构相似性,表达VIP3对十多种鳞翅目害虫具有毒杀作用,具有更广泛的抗虫谱,尤其可毒杀小地老虎(Agrois ipsilon)等对Bt非敏感害虫,对环境生物没有不良影响,是防治抗性害虫及扩大抗虫谱的一种新策略。     

苏云金杆菌溶细胞毒素及相关基因研究进展

苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)是一种革兰氏阳性土壤细菌,在其芽孢形成期能够产生多种杀虫晶体蛋白,这些蛋白在靶害虫中肠内被激活为毒素并使细胞膜穿孔,从而达到杀虫目的。近年来,关于溶细胞毒素分布、分类、杀虫机理、昆虫抗性等问题的研究已成为新的热点。文章综述了各国实验室在这些方面的最新进展。     

昆虫对Bt毒素抗性研究进展

从Bt毒素杀虫机理、受体类型、昆虫对Bt毒素抗性机理及遗传特性等方面进行了综述,总结了近年来关于昆虫对Bt毒素抗性的研究进展情况,并对其研究前景进行了展望。     

昆虫中肠Cry受体蛋白及其功能分析

苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)是目前利用最广泛的微生物农药,主要包括Cyt蛋白和Cry蛋白,均对农林业害虫具有杀虫活性。其中Cry蛋白与昆虫幼虫中肠的刷状缘膜蛋白BBMV受体结合是Bt发挥杀虫作用的重要一步。本文综合介绍了昆虫体内的钙粘蛋白(Cadherin, CAD)、氨肽酶N(Aminoopeptidase N, APN)、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase, ALP)、ABC转运蛋白(ATP-Binding Cassette Transporter)、其他Cry受体蛋白和分子等受体蛋白,并对其结构特征、在昆虫体内的分布、相关功能等方面进行了详细论述。     

Bacillus thuringiensis营养期杀虫蛋白Vip3与其转基因植物研究进展

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)是目前应用最多的生物杀虫剂。它能够产生多种杀虫因子,其中,最主要的是杀虫晶体蛋白(Insecticidal Crystal Proteins,ICPs)和营养期杀虫蛋白(Vegetative insectici-dal protein,Vip)。当前,大部分商业化利用的转基因作物均为杀虫晶体蛋白类,随着这些转基因作物种植面积的扩大,害虫对这些较为单一的杀虫蛋白产生抗性已成为一个严峻的问题。Vip3是Vip杀虫蛋白中的一类,不形成蛋白晶体,和ICPs在进化上没有同源性;其对鳞翅目、鞘翅目和同翅目等害虫具有毒杀作用,抗虫谱较广。目前,已经把Vip3基因导入了水稻、玉米和棉花等多种作物中,为作物抗虫育种、延缓害虫产生抗性和减少作物产量损失等带来新的前景。     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因的研究进展

从Bt基因的分类、结构和特性、杀虫机理、在农业上的应用及昆虫对Bt产生抗性的机制等方面进行了论述。     

害虫对苏云金芽孢杆菌的抗性及其延缓措施

苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,简称Bt)在害虫防治中发挥着重要作用。现已表明,有近20种昆虫可对Bt生物制剂产生抗性,转Bt基因作物的释放更加剧了害虫的抗性进化。开展害虫的抗性研究,加强对Bt基因的保护,对持续利用Bt生物制剂和转Bt基因作物具有非常重要的意义。     

靶标昆虫对转Bt基因作物产生抗性的机理及研究进展

总结了靶标昆虫对Bt毒素的抗性机理,系统综述了国内外靶标昆虫对转Bt基因作物抗性的研究现状,包括室内条件和大田条件下靶标昆虫对Bt毒素和转Bt基因作物形成抗性的研究和监测结果。     

Bt基因导入形态抗蚜棉研究

野生棉种多茸毛是一种形态抗蚜性状,其抗虫机理在于阻碍害虫特别是刺吸式害虫的取食,对幼虫的移动产生机械障碍作用,对棉蚜、棉叶螨、棉叶蝉、红铃虫等棉花害虫具有抗性。通过远缘杂交方式将野生棉种的多茸毛性状转育到栽培种陆地棉上,采用花粉管通道法将Bt基因导入形态抗蚜棉,获得转Bt基因形态抗虫棉纯合系;对纯合系2种害虫的抗性检测表明,通过转基因技术可以将高抗棉铃虫特性导入到形态抗蚜棉,但转化株系仍然保留了受体材料的抗蚜性状。表明通过远缘杂交与转基因技术可以实现多茸毛抗蚜性状与转基因抗棉铃虫性状的融合,并可有效解决棉花生产上的主要虫害。     

Engineering modified Bt toxins to counter insect resistance

The evolution of insect resistance threatens the effectiveness of Bacillus thuringiensis (Bt) toxins that are widely used in sprays and transgenic crops. Resistance to Bt toxins in some insects is linked with mutations that disrupt a toxin-binding cadherin protein. We show that susceptibility to the Bt toxin Cry1Ab was reduced by cadherin gene silencing with RNA interference in Manduca sexta, confirming cadherin's role in Bt toxicity. Native Cry1A toxins required cadherin to form oligomers, but modified Cry1A toxins lacking one alpha-helix did not. The modified toxins killed cadherin-silenced M. sexta and Bt-resistant Pectinophora gossypiella that had cadherin deletion mutations. Our findings suggest that cadherin promotes Bt toxicity by facilitating toxin oligomerization and demonstrate that the modified Bt toxins may be useful against pests resistant to standard Bt toxins.     

转基因抗虫棉抗虫性与农艺性状的关系

以5个不同来源的转Bt基因抗虫品种及原始受体品种为材料进行半双列杂交并构建6个F2分离群体,对半双列杂交组合、亲本和6个F2分离群体进行田间比较试验和抗虫性鉴定,分析转入Bt基因以后转基因品种抗虫性和产量性状、纤维品质的表现.结果表明:Bt基因为显性遗传,Bt基因的引入对于杂交组合的纤维品质不具有显著的影响,但对于铃数的增加具有显著影响;在不同F2分离群体中,转基因抗虫棉的校正死亡率与烂铃率显著负相关,相关系数为-0.259～-0.495,抗性的提高对烂铃数的减少、成铃数的增加具有显著作用;不同拷贝数的转基因抗虫杂交种抗虫性不存在显著差异,Bt基因不具有明显的剂量效应.     

Glycolipids as receptors for Bacillus thuringiensis crystal toxin

The development of pest resistance threatens the effectiveness of Bacillus thuringiensis (Bt) toxins used in transgenic and organic farming. Here, we demonstrate that (i) the major mechanism for Bt toxin resistance in Caenorhabditis elegans entails a loss of glycolipid carbohydrates; (ii) Bt toxin directly and specifically binds glycolipids; and (iii) this binding is carbohydrate-dependent and relevant for toxin action in vivo. These carbohydrates contain the arthroseries core conserved in insects and nematodes but lacking in vertebrates. We present evidence that insect glycolipids are also receptors for Bt toxin.     

Bt toxin resistance from loss of a putative carbohydrate-modifying enzyme

The development of resistance is the main threat to the long-term use of toxins from Bacillus thuringiensis (Bt) in transgenic plants. Here we report the cloning of a Bt toxin resistance gene, Caenorhabditis elegans bre-5, which encodes a putative beta-1,3-galactosyltransferase. Lack of bre-5 in the intestine led to resistance to the Bt toxin Cry5B. Wild-type but not bre-5 mutant animals were found to uptake toxin into their gut cells, consistent with bre-5 mutants lacking toxin-binding sites on their apical gut. bre-5 mutants displayed resistance to Cry14A, a Bt toxin lethal to both nematodes and insects; this indicates that resistance by loss of carbohydrate modification is relevant to multiple Bt toxins.     

目标昆虫对Bt杀虫晶体蛋白抗性的研究概况

综述了多种目标昆虫对Bt杀虫晶体蛋白的抗性机制和遗传特性。     

昆虫Bt作物抗性与中肠类钙粘蛋白的关系

Bt作物已在世界范围内广泛种植,为有效控制害虫的危害发挥了重要作用。靶标害虫的抗性问题是影响Bt作物长期利用的关键因素。通过分析Bt Cry1A毒素的主要受体类钙粘蛋白（cadherin-like）的生物学特性及其与Bt毒素的结合作用,讨论类钙粘蛋白基因突变与Bt抗性的关系,综述了基于基因突变的抗性分子检测技术的研究进展。