與棉鈴蟲對轉(zhuǎn)Bt抗蟲棉田間抗性演進(jìn)相關(guān)的四跨膜蛋白基因顯性突變新位點

楊子山（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，河南 安陽455000）

推廣種植轉(zhuǎn)蘇云金桿菌（Bacillus thuringiensis，Bt）基因作物，抑制了一些主要害蟲的發(fā)生，減少了殺蟲劑使用，增強(qiáng)了天敵控害作用，提高了種植收益。然而，害蟲快速演進(jìn)的抗性正在減弱轉(zhuǎn)Bt基因作物的這些效果。因此，亟需更好地了解害蟲對轉(zhuǎn)Bt基因作物產(chǎn)生抗性的遺傳基礎(chǔ)，以監(jiān)測、延緩和消除害蟲抗性。

Jin等通過全基因組關(guān)聯(lián)分析、精細(xì)遺傳作圖和抗感個體DNA序列比對抗性和易感個體，在全球性肆虐的棉鈴蟲中新發(fā)現(xiàn)了四跨膜蛋白（Tetraspanin）基因——HaTSPAN1的1個顯性突變位點。該突變可以引發(fā)棉鈴蟲對Cry1Ac的抗性。而Cry1Ac蛋白是中國商業(yè)化轉(zhuǎn)基因棉花品種中表達(dá)的唯一蛋白。利用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除該基因，可以恢復(fù)具Bt抗性的棉鈴蟲的敏感性，然而插入該基因會使對Bt敏感的棉鈴蟲抗性提升125倍。對中國6個北方省份23個田間試驗點采集的棉鈴蟲進(jìn)行DNA篩查，結(jié)果顯示該突變頻率從2006年的0.1%上升到2016年的10%，提高了近100倍。觀測數(shù)據(jù)與預(yù)測值的模擬分析顯示，該突變的顯性效應(yīng)加速了棉鈴蟲對Cry1Ac蛋白的適應(yīng)性。對四跨膜蛋白基因突變體的主動識別與追蹤展現(xiàn)了其在基因組分析、基因編輯和分子監(jiān)測方面的應(yīng)用潛力，從而提升抗性治理水平。