南京农业大学植物保护学院吴益东教授课题组在棉铃虫对Bt棉花抗性研究方面取得重要进展。12月15日,国际权威刊物《Nature
Biotechnology》(IF=39.1)在线发表了题为“Large-scale test of the natural refuge
strategy for delaying insect resistance to transgenic Bt
crops”的相关研究成果,这是该课题组继2012年揭示棉铃虫田间种群Bt抗性遗传多样性(PNAS)之后的又一重要进展。博士研究生金琳为该论文第
一作者,吴益东教授为通讯作者。
为了延缓害虫对转基因Bt抗虫作物抗性的产生,美国、澳大利亚等发达国家通常采用庇护所策略
(Refuge),即在Bt作物附近种植20%的非Bt作物作为害虫的庇护所,以提供足够敏感性害虫对抗性基因进行有效稀释,从而延缓抗性产生和发展。我
国自1997年开始种植Bt抗虫棉,我国特有的小规模、多样化种植结构使得与棉花同时期种植的玉米、大豆、花生、芝麻等其它寄主作物为棉铃虫提供了天然庇
护所(Natural
refuge)。基于棉花生产的实际情况,我国没有要求农民种植20%的常规棉花作为靶标害虫——棉铃虫的庇护所。但是,天然庇护所是否能延缓Bt抗性一
直缺乏评价方法和直接证据。
通
过6省17县连续4年大规模Bt抗性监测和抗性基因型鉴定,发现我国华北棉区棉铃虫Bt抗性个体频率由2010年0.93%上升到2013年5.5%。根
据模型模拟的结果进行预测,如果没有天然庇护所,抗性个体频率在2013年将达到98%;如果有56%的有效庇护所,抗性个体频率在2013年预测为
4.9%,与实测值5.5%相符。田间笼罩试验及模型模拟的结果还表明,天然庇护所延缓抗性的效率为种植常规棉花人工庇护所的15%。该研究在国际上首次
证实天然庇护所能够有效延缓靶标害虫对Bt作物抗性的发展,同时也直接证明了在棉铃虫Bt抗性遗传方式多样化的背景下显性抗性发展速度显著快于隐性抗性。
上
述研究成果由吴益东教授课题组、中国农科院植保所吴孔明院士课题组及美国Arizona大学昆虫系Tabashnik教授合作完成,将为合理使用天然庇护
所策略及定量评价其延缓抗性效率提供重要科学依据,丰富和完善了庇护所抗性治理策略的理论,对我国Bt抗虫棉科学使用及棉铃虫抗药性治理具有重要指导意
义。