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李云河澳门真人博彩官网阐明Bt稻协助相邻Bt稻抵御害虫的生态学机制

    近日,我室李云河澳门真人博彩官网在英国皇家学会的旗舰生物学研究杂志 Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences 上发表题目为“Bt rice plants may protect neighboring non - Bt rice plants against the striped stemborer Chilo suppressalis ”的研究论文,揭示了Bt和非Bt水稻协同调控二化螟雌虫产卵行为的生态学机制,并在国际上首次提出了Bt水稻可协助相邻非Bt水稻抵御害虫的新概念。
    转Bt基因抗虫作物在世界范围内得到广泛种植。鉴于Bt作物常常与非Bt作物相邻种植,包括用于延缓靶标害虫抗性进化的非Bt作物庇护所,使靶标害虫成虫可以选择地在Bt或非Bt作物上产卵。靶标昆虫在Bt或非Bt作物的产卵偏爱性可很大程度地影响Bt作物对害虫的防治效果及害虫对Bt作物的抗性进化速率。我所李云河带领的澳门真人博彩官网系统研究了Bt或非Bt水稻对靶标害虫二化螟成虫产卵行为的协同调控作用。结果表明:二化螟成虫对健康的Bt或非Bt水稻没有产卵选择偏爱性。但是,不管Bt或非Bt水稻,二化螟成虫显著偏爱在没有被其幼虫为害的健康稻株上产卵。生物测定试验结果表明,取食被同种幼虫为害过的稻株对二化螟幼虫的生长发育具有显著的负面影响,说明了二化螟成虫偏爱在健康植株上产卵是为后代寻找更好的食物资源,验证了“mother knows the bests”原理。另外,结合GC-MS分析和风洞试验,阐明了二化螟幼虫为害可诱导水稻释放对其雌虫具有显著排斥作用的信息化合物。这样,当Bt和非Bt水稻相邻种植时,由于非Bt水稻遭受二化螟幼虫为害程度显著高于Bt水稻,诱导非Bt水稻释放信息挥发物驱使其成虫到健康的Bt稻田产卵,然而孵化后的幼虫被Bt水稻表达的Bt蛋白杀死。该研究说明:Bt水稻可作为靶标害虫的“诱杀陷阱”降低相邻种植的非Bt稻田虫口密度。该研究结果为Bt和非Bt作物共存条件下的害虫防控及制定靶标害虫Bt抗性治理策略具有重要的指导意义。
    我室硕士生焦耀宇(现在美国肯塔基大学攻读博士学位)和胡晓云为论文并列第一作者,李云河研究员为论文的通讯作者。该研究得到了国家转基因生物新品种培育重大专项和中国农科院科技创新工程的资助。