哥伦比亚小地老虎对Cry1A.105+Cry2Ab2+Cry3Bb1 Bt玉米的田间抗性：对害虫抗性治理策略的警示

本研究首次报道了哥伦比亚小地老虎（Spodoptera frugiperda）对含Cry1A.105+Cry2Ab2+Cry3Bb1毒素的复合型Bt玉米产生田间抗性，幼虫存活率高达50%，但Vip3Aa20毒素仍有效。该发现揭示了金字塔策略的局限性，为优化害虫抗性管理（IRM）提供关键依据。

　　

研究背景与意义
小地老虎（Spodoptera frugiperda）作为全球性迁飞害虫，近年来对美洲玉米产业造成严重威胁。尽管转Bt基因玉米（通过表达苏云金芽孢杆菌毒素蛋白防治害虫）已成为核心防控手段，但害虫抗性进化问题日益突出。传统的高剂量/庇护所策略和复合毒素（金字塔策略）是延缓抗性的主要手段，然而巴西已报道首例小地老虎对复合型Cry1A.105+Cry2Ab2玉米的抗性案例，引发对Bt技术可持续性的担忧。

在此背景下，哥伦比亚Paz de Ariporo地区2023年发现Bt玉米（Cry1A.105+Cry2Ab2+Cry3Bb1）田间防控失败现象，植株受害率达50%以上。这一现象是否意味着小地老虎已突破复合毒素防线？来自哥伦比亚潘普洛纳大学的研究团队对此展开调查，成果发表于《Crop Protection》。

关键技术方法
研究团队采集田间抗性种群（RR-Casanare）与4个敏感种群（SS-Bucara.等），通过叶片组织生物测定评估幼虫对两种Bt玉米（Cry1A.105+Cry2Ab2+Cry3Bb1和Cry1Ab+Vip3Aa20）的敏感性，统计3日存活率与化蛹率。实验设计包含基因型与玉米杂交种的交互作用分析，数据经广义线性模型处理。

研究结果

小地老虎种群饲养与抗性表型
田间调查显示，抗性种群幼虫在Cry1A.105+Cry2Ab2+Cry3Bb1玉米上造成≥2.5 cm的典型叶片损伤（Davis评分≥5）。实验室测试中，抗性种群幼虫在该Bt玉米上存活率高达50%，而敏感种群全部死亡，证实田间抗性已形成。

对复合毒素与Vip3Aa20的敏感性差异
关键发现包括：

1. 抗性种群对Cry1A.105+Cry2Ab2+Cry3Bb1玉米的3日存活率显著高于敏感种群（P<0.001）；
2. 所有种群在Cry1Ab+Vip3Aa20玉米上均100%死亡，证实Vip3Aa20仍具高效性；
3. 抗性种群化蛹率在非Bt玉米与Cry1A.105+Cry2Ab2+Cry3Bb1玉米间无差异，表明抗性未伴随适合度代价。

讨论与启示
该研究首次确证小地老虎能突破Cry1与Cry2类毒素的复合防线，成为全球第二例复合型Bt作物抗性案例。值得注意的是，Cry3Bb1（靶向鞘翅目）对小地老虎无效，实际抗性仅针对Cry1A.105+Cry2Ab2。这一发现对IRM策略提出新挑战：

• 金字塔策略中毒素组合的选择需考虑作用机制差异性，Cry1与Cry2同属三级结构域III相似性较高的毒素，易引发交叉抗性；
• Vip3Aa20（作用机制不同于Cry毒素）仍为有效替代方案，支持"多模式作用"抗性治理理念；
• 需建立更灵敏的田间监测体系，早期识别抗性种群。

研究强调，在抗性进化速度超过预期的现实下，应加速开发新型毒素（如Vip3Aa类）并优化庇护所策略设计，以保障Bt作物在综合害虫治理中的核心地位。这一成果为美洲玉米主产区的抗性治理政策制定提供了科学依据。