近日，中国农科院植保所抗虫功能基因研究与利用创新团队在《plos pathogens》上发表了题为“jak/stat signaling regulated intestinal regeneration defends insect pests against pore-forming toxins produced by bacillus thuringiensis ”的研究论文，该论文揭示了二化螟和草地贪夜蛾中肠防御苏云金芽胞杆菌（bt）杀虫蛋白的分子机制。
bt是一种昆虫病原微生物，主要通过产生成孔蛋白对靶标害虫发挥杀虫作用，是目前最为成功的微生物杀虫剂。然而，目前靶标害虫对bt杀虫蛋白的防御机制尚未明确。
该研究发现，亚致死浓度的bt成孔蛋白会诱导鳞翅目幼虫的中肠发生重塑：成孔蛋白作用于中肠上皮细胞会触发一系列防御反应，包括受损的细胞脱落至肠腔中，肠道干细胞再生以补充脱落的细胞，使幼虫得以存活。进一步研究发现，该过程与jnk和jak/stat通路相关，且jak/stat通路受到jnk的调控。沉默jak/stat通路的关键基因 stat92e 后，抑制了bt杀虫蛋白诱导的肠道再生，增强了鳞翅目害虫对bt成孔蛋白的敏感性。此外，该团队设计了一种基于dsrna纳米颗粒和bt菌株的混合制剂，喷洒到水稻上显著提高了对二化螟的防治效果。该研究为后续开发bt和dsrna复合新农药以及dsrna和bt杀虫基因的多价转基因作物提供了新思路，预期将有望在提高bt蛋白杀虫活性的同时，延缓靶标害虫抗性的产生。
中国农科院植保所王泽宇副研究员和中国农科院-比利时列日大学联合培养博士生杨焱超为本研究共同第一作者，中国农科院植保所张杰研究员为论文通讯作者。华中农业大学马伟华教授、中国农业大学沈杰教授和闫硕教授在本研究中给予了大力支持。该研究得到国家自然科学基金的资助。
原文链接：wang z, yang y, li s, ma w, wang k, soberon m, et al. (2024) jak/stat signaling regulated intestinal regeneration defends insect pests against pore-forming toxins produced by bacillus thuringiensis . plos pathog 20(1): e1011823. .
