突破性研究:中国科学家在棉花中发现新型生物农药,助力绿色防虫


5月5日消息,来自中国农业科学院棉花研究所的最新发现令人振奋,该所棉花分子遗传改良创新团队在棉花中鉴定出一种新型、高效、广谱的杀虫蛋白,并深入研究了其分子作用机制和实际应用潜力。这一发现对实现农业的绿色可持续发展具有巨大意义。

据报道,这种杀虫蛋白能够有效毒杀鳞翅目害虫,如草地贪夜蛾、棉铃虫、玉米螟等,这些害虫均为联合国粮农组织所认定的全球重大农业害虫,它们对农作物生产造成极大破坏。当前,包括中国在内的多个国家通常依赖化学农药和转基因Bt作物来防治这些害虫,但这些方法面临害虫对杀虫剂产生抗性的问题,因此急需新型的杀虫手段。

在对棉花组织培养进行深入研究的过程中,研究团队发现某些棉花材料展现出对棉铃虫和草地贪夜蛾的增强抗性。进一步的研究揭示出,这种抗虫性是由于一种名为GhJAZ24的蛋白过表达所致。通过精心设计,研究者创建了一个损伤诱导分泌型表达载体,使得GhJAZ24蛋白只在害虫侵害植物叶片的区域被诱导表达,而不会残留在最终收获的农作物种子或果实中。

这项研究成果已经得到实际应用的验证:利用上述表达载体过表达出的棉花材料展现了对草地贪夜蛾和棉铃虫的显著抗性。此外,研究团队还将这一技术运用到水稻和玉米中,对草地贪夜蛾、稻纵卷叶螟和玉米螟也显示出了显著的杀虫效果。

值得一提的是,GhJAZ24蛋白的杀虫机制与众所周知的苏云金芽孢杆菌Bt蛋白完全不同。这意味着它不仅可以替代传统的Bt抗虫作物,而且在森林、草地、果蔬等植物的害虫防治上也可能发挥重要作用。

更加激动人心的是,这种杀虫蛋白的体积约为传统Bt蛋白的十分之一,可以作为一种生物农药直接喷洒在农作物上。由于它仅在植物受损区域表达,不会残留在食用部分,因此对环境的友好性极高,无残留污染。随着该技术的进一步完善和推广应用,预计将为全球农业生产提供一种新的、绿色的害虫防控策略,有助于减少对化学农药的依赖,促进可持续农业的发展。

相关研究成果已在国际著名学术期刊《自然植物(Nature Plants)》上发表,引起了国际学术界的广泛关注。中国农业科学院棉花研究所李付广研究员作为该研究团队的首席研究员,对该成果的未来应用前景表达了极大的信心。随着研究的深入和技术的优化,这种新型的生物农药有望在全球范围内带来农业生产方式的重大变革。

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