梨小食心蟲（ Grapholita molesta ）是重要的世界性果樹害蟲，嚴重危害桃、梨、蘋果、李子等薔薇科果樹的嫩稍和果實，給果業(yè)生產造成極大的經濟損失。李怡萍課題組長期致力于梨小食心蟲等果樹害蟲的成災機理與綠色防控研究。近期在以中腸為靶標的梨小食心蟲防治研究中取得3項重要進展。
昆蟲中腸消化酶在寄主植物適應中具有重要作用。該研究系統(tǒng)解析了多食性害蟲梨小食心蟲如何通過關鍵消化酶基因來適應營養(yǎng)和次生代謝物組成迥異的不同寄主，深化了對昆蟲-植物“軍備競賽”中消化適應性機制的理解。首次揭示了梨小食心蟲兩種關鍵胰蛋白酶基因 GmolTrypsin1 和 GmolTrypsin10 在幼蟲取食不同寄主植物時功能的顯著分化及其在中腸組織中的精準定位。這一發(fā)現不僅闡明梨小食心蟲適應多寄主取食行為的關鍵分子機制，也為開發(fā)基于中腸消化酶靶標的新型害蟲綠色防控技術提供了重要的理論依據。研究成果以“Study on the functional role and tissue localization of GmolTrypsin in larvae of Grapholita molesta feeding on different host plants”為題在期刊《Insect Biochemistry and Molecular Biology》上在線發(fā)表。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ibmb.2025.104354。
圖1 Trypsin蛋白參與梨小食心蟲多寄主食性的作用模式
Bt生物制劑是防治梨小食心蟲的常用藥劑，Bt只有通過與昆蟲中腸的特異性受體結合才能發(fā)揮殺蟲活性。課題組近期在期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》在線發(fā)表了題為“APN3 Acts as a Functional Receptor of Bacillus thuringiensis Cry1Ac in Grapholita molesta ”的研究論文。該研究首次在梨小食心蟲中鑒定出氨肽酶N3（GmolAPN3）作為Bt殺蟲蛋白Cry1Ac的關鍵功能受體，并揭示其結構域2（GluZincin超家族）和結構域4（ERAP1-C超家族）通過協(xié)同結合介導Bt毒素對梨小食心蟲殺蟲的毒理機制。這一發(fā)現填補了“梨小食心蟲中腸Bt受體”的研究空白，不僅為理解Bt蛋白的作用模式提供了新視角，更為開發(fā)Bt新型生物農藥及害蟲抗性治理策略奠定了理論基礎。同時研究提出的“雙毒素協(xié)同應用”方案（Cry1Ac與Vip3Aa聯用）可有效規(guī)避交叉抗性風險。GmolAPN3作為首個明確的梨小食心蟲Bt受體，為田間種群抗性監(jiān)測提供了關鍵分子標記，有助于建立早期預警系統(tǒng)（如檢測受體基因突變），推動果園害蟲的精準防控。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c04370
圖2 GmolAPN3蛋白通過和Cry1Ac毒素相互作用，參與Bt對梨小食心蟲的毒殺作用
昆蟲腸道菌群在昆蟲取食不同寄主植物及其自身生長發(fā)育過程中發(fā)揮重要的功能。課題組在期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》在線發(fā)表了題為“Norfloxacin inhibited the growth, development and reproduction of Grapholita molesta by reducing the abundance of Enterobacteriaceae bacteria in the guts of larva and ovaries of female moth”的研究論文。該研究揭示了常用抗生素諾氟沙星通過顯著降低梨小食心蟲幼蟲腸道和雌成蟲卵巢內腸桿菌科細菌的豐度，進而抑制其生長、發(fā)育和繁殖的機制。這一發(fā)現不僅闡明了“果園抗生素殘留如何影響關鍵害蟲種群”的科學問題，為理解農業(yè)環(huán)境中抗生素的生態(tài)毒理效應提供了新視角，同時也為利用低劑量抗生素進行果園病蟲害協(xié)同防控提供了創(chuàng)新思路。研究的實踐意義是提出了一種新穎的果園管理策略——優(yōu)化抗生素的應用，在果樹細菌性病害的早期防控中，選擇適當種類和劑量的抗生素，不僅可有效控制病害，還能同步抑制梨小食心蟲等害蟲的種群增長，實現病害與蟲害的協(xié)同管理，帶來雙重效益。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2025.118322
圖3 諾氟沙星通過抑制腸桿菌科細菌，抑制梨小食心蟲的生長、發(fā)育和生殖
上述研究西北農林科技大學植物保護學院呂棟標、劉少凱博士分別為論文第一作者，李怡萍教授為通訊作者，西北農林科技大學為第一完成單位。研究受到國家自然科學基金（32270486, 32172409, 31970448, 31871971）和陜西省重點研發(fā)計劃（2020zdzx03-03-02）等項目的資助。
編輯：劉小鳳
審核：趙 磊
