转基因作物到底靠什么来抗虫
在微生物的大千世界中,有一批“天生奇技”的灭虫智士,在默默地帮助农民杀灭害虫,保护庄稼。今天我们要讲的就是其中一位杀虫大户:苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,以下均称为Bt)的抗虫事迹。

图片来源:网络
一种天然细菌的“抗虫技能”
Bt是一种天然存在的土壤细菌,在自然状态下以一种生物细菌的形式生存于土壤及水中,在其生长发育过程中会形成一种蛋白质,具有很强的毒性。当害虫咬嚼庄稼时,会吃掉一些土壤和其中的微生物等,而当它们被害虫吃掉后,就会开始发挥它们的作用,这就像孙悟空钻进了铁扇公主的肚子里,要开始“兴风作浪”了。
由于害虫的肠内是碱性环境,这为Bt的伴孢晶体溶解提供了绝佳的条件,其释放出对鳞翅目幼虫有较强毒杀作用的毒素。这种毒素会麻痹幼虫的中肠,身体呈现萎缩或卷曲的状态,染病后的害虫,上吐下泻,不吃不动,不再危害作物;同时芽孢在消化道内迅速繁殖,加速害虫的死亡。

图片来源:网络
现在,苏云金杆菌已经被大量广泛地应用在杀虫剂领域,经过过滤、干燥等过程制成粉剂或可湿剂、液剂,喷洒到庄稼上,对棉铃虫、菜青虫、毒蛾、松毛虫以及玉米螟、高粱螟、三化螟等100多种害虫有不同的致病和毒杀作用。
杀虫剂无法逃避的困境:抗药性,该如何破局?
尽管杀虫剂能够在一定条件下实现害虫防治,但这种方法通常都会有时效性,农民若是频繁使用具有相同活性成分的杀虫剂,可能会导致害虫自然进化,从而产生抗药性,在美国,由杀虫剂抗药性造成的损失高达4,000万美元。

图片来源:CropLife
因此,预防或者延缓害虫的抗药性就被提上日程,目前一些比较有效的方案包括使用生物杀虫剂、益虫防治、使用抗虫害作物品种等都被逐渐推广应用,而相比于其他方案,抗虫害作物从作物内部着手,由内而外为植物增添一份“无形的防御”使得作物本身就能够抵御虫害。
Bt转基因抗虫作物如何实现“抗虫”?
转基因作物正是利用了Bt的天然抗虫性。科学家利用转基因技术将Bt中天然杀虫的毒蛋白插入到目标作物中,当害虫吃掉作物时,Bt蛋白就会在害虫胃中 “兴风作浪”,杀死害虫。此外Bt蛋白对人类、其他哺乳动物、鸟类、鱼类和益虫是无害的,因为其胃中没有相应的受体,它们只会将Bt蛋白分解成无害的氨基酸。

2018年1月,乌干达的某玉米地在经过草地贪夜蛾破坏后
非Bt玉米vs Bt转基因玉米
图片来源:CropLife
Bt转基因玉米实现商业化已经20多年,被证明是一种安全、有效的防治害虫以及保证作物产量的解决方案,并彻底改变了美国、巴西、阿根廷和许多其他国家的害虫管理系统。
Reference:
1、苏云金杆菌(百度百科)
https://baike.baidu.com/item/%E8%8B%8F%E4%BA%91%E9%87%91%E6%9D%86%E8%8F%8C/977383?fr=aladdin
2、BT TECHNOLOGY HELPS PROTECT CROPS FROM FALL ARMYWORM(CropLife)
https://croplife.org/news/bt-technology-helps-protect-crops-from-fall-armyworm/
3、苏云金杆菌(百度文库)
https://wenku.baidu.com/view/29de004c2b160b4e767fcf86.html