加強作物蟲害防治是現代農業的迫切需要。科羅拉多馬鈴薯甲蟲(CPB)是馬鈴薯最重要的害蟲之一，盡管目前正在使用化學農藥進行防治，但仍給世界各國造成了巨大的經濟損失。根據糧農組織2021年的資料，在全球範圍内，馬鈴薯種植面積為1810萬公頃，平均産量為20.7噸/公頃。馬鈴薯年産量達3.76億噸，産值約900億美元。然而每年因CPB和其他馬鈴薯害蟲造成的損失高達70%，可造成630億美元的經濟損失。
目前，通過使用對環境和人類健康有有害影響的殺蟲劑來保護作物免受CPB的危害。化學殺蟲劑的替代品包括使用基于蘇雲金芽孢杆菌亞種蛋白質内毒素的不同配方的噴霧劑：Bt 毒素，基于多殺菌素、印楝提取物或天然除蟲菊酯的制劑。1996 年，表達 Bt 毒素 Cry1Ia1 和 Cry3Aa 的轉基因馬鈴薯也被引入，作為化學殺蟲劑的替代品；然而，由于抗藥性的出現、生物技術公司營銷方向的變化以及消費者接受度不高等各種問題，這些馬鈴薯并沒有在市場上大規模推廣。中國目前正在對新品種的Bt馬鈴薯進行測試,生産轉基因品種被視為長期減少CPB對作物損害的最有效辦法之一。
為了發現和開發新的、環保的和人類友好的生物殺蟲劑以控制CPB,源自食用平菇的脂質結合蛋白最近引起了人們的極大興趣。2024年5月10日，Plant Biotechnology Journal線上發表了一篇題為“Protein complexes from edible mushrooms as a sustainable potato protection against coleopteran pests” 的研究論文。研究人員解析了在馬鈴薯植物中生産生物殺蟲複合物PlyA2/PlyB的政策,并驗證了轉基因馬鈴薯對CPB具有抗性。
來自食用平菇 (Pleurotus sp.) 的蛋白質複合物由PlyA2 和PlyB 組成，在針對科羅拉多馬鈴薯甲蟲 (CPB) 幼蟲的喂養試驗中發揮毒性，通過與昆蟲特異性膜鞘脂的互相作用發揮作用。研究人員提出了一種基于 PlyA2/PlyB 蛋白複合物在植物中生産的作物保護新政策，并且創制了PlyA2/PlyB 蛋白複合物轉基因馬鈴薯植物。其中 PlyA2 定向到液泡而 PlyB 定向到内質網的轉基因馬鈴薯可有效保護其免受 CPB 幼蟲的侵染，而不影響植物性能。這些轉基因植物對幼蟲攝食率顯示出顯著影響，以轉基因植物為食的幼蟲平均比以對照植物為食的幼蟲輕五到六倍。此外，隻有一小部分（11%–37%）以轉基因馬鈴薯植物為食的幼蟲完成了它們的生命周期并發育成成年甲蟲。是以，引入并大規模生産用殺蟲劑 PlyA2/PlyB 蛋白複合物轉化的馬鈴薯植物不僅可以通過減少殺蟲劑的使用來節省成本，而且還可以提供更好、更可持續的 CPB 管理。
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https://doi.org/10.1111/pbi.14365
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