表达大蒜凝集素(ASAL)的转基因鹰嘴豆对抗蚜虫的分子机制研究

研究人员通过转基因技术将大蒜凝集素(ASAL)基因导入鹰嘴豆(Cicer arietinum L.)，靶向抑制蚜虫(Aphis craccivora)的韧皮部取食行为。该研究为开发抗虫害转基因作物提供了新策略，但需注意图1A与作者既往研究存在相似性。

　　

随着全球粮食安全压力加剧，开发抗虫害作物成为农业生物技术领域的重要课题。鹰嘴豆(Cicer arietinum L.)作为主要豆类作物，其产量常受蚜虫(Aphis craccivora)等韧皮部取食昆虫的严重威胁。传统化学杀虫剂不仅增加生产成本，还会引发环境污染和害虫抗药性。植物凝集素因其特异性结合昆虫消化系统碳水化合物的特性，被视为理想的抗虫蛋白候选。其中，大蒜(Allium sativum)叶片凝集素(ASAL)展现出对同翅目昆虫的强效杀虫活性，但其在主要粮食作物中的应用仍需系统验证。

研究团队通过农杆菌(Agrobacterium)介导的遗传转化技术，将ASAL基因导入鹰嘴豆品种。实验采用胚性愈伤组织诱导体系，通过潮霉素(hygromycin)筛选获得转基因植株。Southern blot分析确认外源基因整合，RT-PCR和Western blot分别检测转录和翻译水平表达。生物测定采用标准蚜虫饲喂实验，统计死亡率并观察取食行为变化。

研究结果显示：

1. 1.

   组织特异性表达：ASAL在转基因植株的维管组织中呈现优势表达模式，与蚜虫取食部位高度重合。

2. 2.

   抗虫效果评估：转基因植株上蚜虫死亡率达78%，显著高于对照，存活个体出现生长迟滞和繁殖力下降。

3. 3.

   分子机制探究：免疫组织化学证实ASAL与蚜虫中肠上皮细胞表面糖蛋白结合，破坏其消化吸收功能。

讨论部分指出，该研究首次实现ASAL在豆科作物中的功能性表达，为抗虫育种提供了新靶点。但编辑提醒需谨慎解读图1A与前期研究(Chakraborti et al. 2006,2007)的相似性问题。研究结果发表于《Transgenic Research》，为开发环境友好型抗虫作物提供了理论依据，但其田间应用仍需进一步安全性评估。团队建议未来研究应关注ASAL表达对非靶标昆虫和传粉昆虫的影响，并优化表达调控元件以提高抗虫效率。