释放敏感型雄性粉红棉铃虫稀释Bt抗性：半田间验证的可持续防控策略

针对印度Bt棉花种植区粉红棉铃虫(Pectinophora gossypiella)对Cry1Ac和Cry2Ab毒素产生田间抗性的难题，研究人员创新性提出实验室大规模繁育纯合敏感型(RR)雄蛾释放至田间，结合信息素诱捕清除野生抗性雄虫的策略。通过生物测定、抗性遗传分析及基因表达验证，证实该技术可显著降低抗性基因频率，使关键受体基因PgCad1、PgABCA2等表达量恢复，棉铃损伤减少69%，为Bt抗性治理提供可持续解决方案。

　　

棉花作为全球重要经济作物，在印度占据23%的全球产量份额。然而近年来，粉红棉铃虫(Pectinophora gossypiella)对Bt棉花中表达的Cry1Ac和Cry2Ab毒素产生抗性，导致印度棉区20-30%产量损失。尽管美国通过种植非Bt棉花庇护所和中国采用Bt/非Bt杂交种延缓了抗性发展，但印度因农户未遵守庇护策略，使得粉红棉铃虫抗性迅速蔓延。传统化学防治不仅增加生产成本（7,575-11,655卢比/公顷），更威胁生态环境。面对这一严峻挑战，印度农业研究委员会国家农业昆虫资源研究所的科研团队在《Biological Control》发表创新研究，提出通过释放实验室繁育的敏感型雄蛾来稀释田间抗性种群基因频率的生态防控策略。

研究团队采用剂量-反应生物测定、交叉遗传实验、适应性代价评估及qRT-PCR等技术，首先从印度Dharwad地区采集抗性种群(Field-R)，与实验室敏感品系(Lab-S)进行连续五代回交。通过构建10m×10m×3m的网室田间验证系统，在释放敏感雄蛾前使用信息素诱捕清除80%野生抗性雄虫，按1:10比例释放实验室雄蛾。

3.1 亲本种群敏感性
生物测定显示Field-R对Bt棉花的抗性高达84.64倍(LC₅₀
=0.931ppm)，而Lab-S的LC₅₀
仅0.011ppm。

3.2 抗性稀释效应
敏感雄蛾注入使F₁
代抗性比降至12.27倍，F₅
代进一步降至2.45倍。敏感雌蛾注入组同样显示抗性显著下降，每代抗性下降速率(R)为-0.285，约需3.5代实现LC₅₀
降低10倍。

3.3 抗性遗传模式
正反交F₁
代LC₅₀
无显著差异(0.135 vs 0.144ppm)，证实抗性为常染色体隐性遗传(D=-0.73，h=0.27)。

3.4 适应性代价
抗性种群幼虫期延长23.4天，单雌产卵量减少35%，而杂交F₁
代这些参数恢复至敏感品系水平，证实抗性伴随显著适应性代价。

3.5 分子机制验证
Field-R中关键受体基因PgCad1、PgABCA2表达量分别下调4.93和2.63倍，而杂交F₁
代基本恢复至Lab-S水平，APN和ABCG8基因甚至出现1.5倍上调。

3.6 田间验证
敏感雄蛾释放70天后，处理区棉铃损伤减少69%，籽棉产量增加423kg/ha。基因表达与田间表型数据共同证实，该策略通过恢复Cry毒素受体功能实现抗性逆转。

这项研究首次在实验室和半田间条件下系统验证了敏感等位基因注入对抗性稀释的可行性。相较于需要复杂监管的辐射不育技术，该方法通过常规育种手段实现抗性管理，更具操作性和推广价值。研究不仅明确了粉红棉铃虫对Bt棉花的抗性分子机制（主要涉及ABC转运蛋白和Cadherin基因突变），更创新性地将种群遗传学原理应用于田间抗性治理。通过数学建模推算，该策略可在3-4个世代内显著降低抗性等位基因频率，为全球Bt作物抗性管理提供了可复制的技术范式。未来结合CRISPR基因编辑等技术对关键受体基因进行功能验证，将进一步优化该策略的精准性和长效性。