近30年前，即1996年，澳大利亚首次种植了第一种转基因作物——Bt棉花。该棉花由CSIRO科学家利用源自土壤细菌苏云金芽孢杆菌(Bt)的基因培育而成，能产生一种蛋白质，在棉铃虫以棉叶为食时将其杀死，从而减少农药需求并提高产量。如今，CSIRO科学家发现了一些害虫如何在Bt棉花的抗虫效果下存活，相关论文发表在预印本服务器bioRxiv上，为害虫抗性田间监测打开了新大门。

澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)昆虫工程师团队研究员安迪·巴赫勒博士与CSIRO应用基因组学计划联合负责人汤姆·沃尔什博士合作，探究昆虫害虫基因组学奥秘。他们发现，一些昆虫对Bt棉花中的Vip3A蛋白表现出抗性，但此前无法找到相关基因并弄清抗性模式。

利用长读基因组测序技术，两人更仔细地观察害虫后发现，在所研究的不同飞蛾群体中，同一个关键基因以两种不同方式遭到破坏。一种方式是基因内含子这一隐藏区域存在一个比基因本身大1.5倍的较大插入片段;另一种方式是基因中有一个小的缺失，导致该基因不再起作用。这些基因破坏使得昆虫不再受Bt毒素影响，从而产生抗药性，但同时也会使昆虫适应能力下降。该基因是隐性的，昆虫需要两个破损的副本才能产生抗性。

安迪表示，由于基因不断变异，昆虫会产生抗药性，“破坏”基因是昆虫对Bt毒素产生抗药性的关键方法。目前，澳大利亚田间这种形式的抗药性仍然较低且不普遍，所有作物管理措施，包括抗虫性管理，依然有效。但在全球范围内，巴西、中国和美国等地在该领域都出现了阻力。

抗性特异基因的鉴定对于田间害虫的分子监测具有重要意义。现在已找到这种基因，可在现场密切关注。同时，长读长测序对于识别自然群体中的抗性等位基因至关重要。

此外，该基因广泛存在于其他昆虫中，其作用机制独立于其他已知的抗性基因，是一种新的Vip3A抗性机制。CSIRO的合作者、南京农业大学的吴一东教授在秋粘虫中也发现了同样的抗性机制。最终，了解这种抗药性机制可为抵抗抗药性开辟更多选择，甚至有助于避免抗药性的产生。

更多信息： Andreas Bachler 等人，《鉴定一种新型抗性基因，深入了解棉铃虫 Vip3Aa 的作用模式》，bioRxiv (2024)。