本网讯(通讯员 杨学领 王媛)近日,毒理学领域国际知名期刊Toxins(JCR分区位列Q1,IF4.0)在线发表了由我校生命科学与技术学院“昆虫分子病理学与病虫害绿色防控”湖北省高校优秀中青年科技创新团队完成的一篇重要研究成果。该论文题为《Field-Evolved Resistance to Bt Cry Toxins in Lepidopteran Pests: Insights into Multilayered Regulatory Mechanisms and Next-Generation Management Strategies》,论文第一作者为谢俊飞博士,通讯作者为团队负责人刘磊磊博士,团队王金涛博士以及4名研究生为共同作者。该文章综述了鳞翅目害虫对Bt Cry毒素的田间进化抗性全面机制研究进展,并为绿色可持续害虫防控提供了分子靶点与策略蓝图,具有重要的理论与应用价值。

“昆虫分子病理学与病虫害绿色防控”湖北省高校优秀中青年科技创新团队
Bt Cry毒素是转基因作物防控鳞翅目害虫的核心手段,但其长期有效性正面临田间进化抗性的严重威胁,尤其是入侵性害虫草地贪夜蛾等已报道出现显著抗性问题。该论文系统阐述了Bt Cry毒素作用机制及田间抗性最新进展,构建统一的多层次调控框架。除经典成孔模型外,新兴证据突出信号转导级联、Toll/IMD途径抑制导致的免疫逃逸,以及毒素–宿主–肠道微生物群三方互作对原毒素激活与受体可及性的动态调控。

A鳞翅目昆虫Bt毒素中肠穿孔形成的模型,B昆虫中由长链非编码RNA和环状RNA介导的杀虫剂抗性机制
抗性机制包括靶标位点突变(如ABCC2/ABCC3和CAD基因)、免疫再生增强以及微生物介导的解毒。这些机制受转录因子网络、持续MAPK通路超激活及非编码RNA协同调控。为此,作者提出新一代抗性管理策略,强调整合单细胞转录组学、中肠特异性CRISPR筛选、微生物组工程以及AI驱动的蛋白质设计,以预测抗性演化轨迹,确保Bt技术在综合害虫与抗性管理框架中的长期可持续性。
本研究得到刘磊磊博士主持的国家自然科学基金(32102289)、湖北省自然科学基金面上项目(2025AFB458)以及湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队项目(T2024039)等项目的大力支持。