井冈霉素通过ILP/Foxo信号通路调控褐飞虱繁殖力的机制研究

为解决农药诱导的褐飞虱（Nilaparvata lugens）再猖獗问题，研究人员探究了井冈霉素（JGM）通过调控水稻葡萄糖含量，激活胰岛素样肽（ILP3）/Foxo信号通路促进褐飞虱繁殖的分子机制。研究发现JGM显著提高水稻茎秆葡萄糖含量，诱导褐飞虱若虫期ILP3表达和脑部分泌，进而激活ILP/Foxo信号转导，促进卵黄蛋白（Vg）合成和卵巢发育，最终刺激种群增长。该研究揭示了农药诱导害虫再猖獗的糖代谢-内分泌调控新机制，为褐飞虱绿色防控提供了关键靶点。

　　

水稻是我国最重要的粮食作物之一，而褐飞虱（Nilaparvata lugens）作为典型的农药诱导再猖獗害虫，其爆发性繁殖常常给水稻生产带来毁灭性打击。有趣的是，用于防治水稻纹枯病的井冈霉素（JGM）在田间应用中意外发现会刺激褐飞虱繁殖，这一现象背后隐藏着怎样的生物学机制？扬州大学生态学实验室的研究人员通过一系列精巧实验，揭开了这个困扰学界多年的谜题，相关成果发表在《Pesticide Biochemistry and Physiology》上。

研究人员运用了多种关键技术：采用高效液相色谱（HPLC）测定水稻茎秆糖含量变化；通过qRT-PCR分析基因表达谱；利用RNA干扰（RNAi）技术沉默ILP3基因；结合免疫荧光定位ILP3蛋白在脑部的分泌动态；并系统评估了生殖参数和种群增长指数。这些方法为阐明JGM-葡萄糖-ILP3-Foxo-Vg级联反应提供了多维度证据。

【Effects of JGM on the concentrations of three different types of sugar content in rice stems and the ILP/Foxo signaling pathway-related gene expression levels in BPH nymphs】
研究发现JGM处理使水稻茎秆葡萄糖含量激增243.5%，而蔗糖和海藻糖仅轻微增加。取食JGM处理水稻的5龄若虫，其ILP2和ILP3转录水平显著上调，同时脑部ILP3分泌增加，激活了下游PI3K/Akt/Foxo信号通路。

【Discussion】
深入机制解析显示，葡萄糖作为关键信号分子，通过诱导ILP3表达打破胰岛素样肽（ILP）与Foxo转录因子之间的负反馈调节。当研究人员用RNAi沉默ILP3后，雌虫脑部ILP3分泌减少，导致脂肪体和卵巢可溶性蛋白含量下降，Vg表达受抑，卵巢发育受阻，最终使产卵量、孵化率和种群增长指数显著降低。

这项研究不仅完善了农药诱导害虫再猖獗的"糖代谢-内分泌失调"理论，更创新性地提出ILP3可作为褐飞虱绿色防控的新靶点。该发现为研发基于营养干扰的害虫防控策略提供了重要依据，对保障粮食安全具有深远意义。研究团队特别指出，未来可针对ILP3设计特异性抑制剂，或通过调控水稻糖代谢途径，实现"农药减量增效"的可持续治理目标。