记者22日从中国农业科学院获悉，该院蔬菜花卉研究所研究员张友军团队首次发现一个中肠转录调控环作为关键“调控护盾”，协助小菜蛾对Bt杀虫蛋白进化产生高抗性的分子机制。相关研究成果日前发表在国际期刊《创新》上。
在农业生产中，害虫危害是一大难题，因此，人们通常使用杀虫剂来防治这些害虫。但是，长期大量使用杀虫剂带来一个问题：害虫会不断进化出杀虫剂抗药性。这似乎是一场无止境的“赛跑”，人类不断研发新的杀虫剂，而害虫不断进化出新的杀虫剂抗药性。
论文共同通讯作者张友军告诉记者，有一种全球性重大农业害虫叫小菜蛾，每年造成全球经济损失高达40亿—50亿美元。更重要的是该害虫对几乎所有的杀虫剂均产生了严重的抗药性。
那么，小菜蛾是怎样对杀虫剂产生抗药性的？研究人员发现，小菜蛾体内的蜕皮激素（20E）含量升高是一个关键因素。当小菜蛾对Bt生物杀虫剂产生抗药性后，它们体内的20E含量会显著升高，从而抵抗Bt生物杀虫剂的毒杀作用。
但是，为什么小菜蛾体内的20E含量会升高？论文共同通讯作者、中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员郭兆将解释，这就是该研究的新发现，即小菜蛾中肠的转录调控环在其中发挥了重要作用。
“通常来说，害虫在进化出抗药性以后，会付出一定的生存代价。比如，死亡率升高、生长发育停滞、后代数量减少等。这些代价就像是害虫产生抗药性被开的‘罚单’。然而，令人惊讶的是，小菜蛾在进化出Bt生物杀虫剂高抗性后，却并没有被开‘罚单’，依然活得自由自在。”郭兆将说。
那么，小菜蛾是如何做到这一点的？科研人员发现，当抗性小菜蛾体内的20E含量过度升高时，它们会通过负反馈调节通路来抑制转录调控环的表达量，从而降低20E的含量。这一过程在小菜蛾的中肠中形成了一个转录调控环路，使得20E的含量能够适度升高，从而维持了小菜蛾体内20E的内稳态。这样一来，小菜蛾在形成对Bt生物杀虫剂的抗性的同时，成功地避免了付出通常与抗药性进化相关的“代价”。
“这个发现不仅揭示了小菜蛾对Bt生物杀虫剂产生抗药性的分子机制，也为农业生产提供了新的思路。未来，我们可以通过改变该中肠转录调控环路中的任何一个环节，来抑制害虫的生长发育和抗药性进化，从而更有效地防治害虫，保护农作物免受害虫的侵害。”张友军说。
