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为应对昆虫对苏云金芽孢杆菌(Bt)Cry 蛋白的适应性,研究开发表达 Cry1Ab/Ac 的作物,其安全且潜力巨大。
苏云金芽孢杆菌(
Bacillus thuringiensis,Bt)产生的 Cry(crystal)蛋白在鳞翅目害虫的综合防治(IPM)中发挥着关键作用。含有 cry 基因的转基因 Bt 作物在 27 个国家种植,显著减少了害虫侵害和化学杀虫剂的使用。然而,不当的种植方式,比如大面积重复种植同一种 Bt 作物,导致昆虫对 Cry 蛋白产生适应性,这引起了全球对作物保护的担忧。
为解决这一问题,研究人员开发了能表达多种 Cry 蛋白的植物,其中包括像 Cry1Ab/Ac 这样的融合蛋白,并且在水稻(Oryza sativa)、黄麻(Corchorus capsularis)、鹰嘴豆(Cicer arietinum)和麻风树(Jatropha Curcas)等作物中进行了广泛研究。全面的生物安全性分析证实,Cry1Ab/Ac 对非靶标昆虫、有益昆虫、土壤微生物、水质和环境都是安全的。食品安全分析也验证了其对人类食用的安全性。
2009 年,中国批准了含有 Cry1Ab/Ac 的水稻品系华恢 1 号(Huahui-1)和 Bt 汕优 63 进行种植;2018 年,美国批准 Bt 汕优 63 水稻供人类食用。Cry1Ab/Ac 作物的大规模应用有望减少化学农药的使用,提高农场的经济效益。
这篇综述着重介绍了 1998 年至 2024 年间 Cry1Ab/Ac 融合蛋白在作物保护方面的研究进展和应用,特别聚焦于 Bt(Cry1Ab/Ac)水稻,强调了它们在应对现代农业关键挑战、保障粮食安全以及促进环境可持续性方面的巨大潜力。