三十年追一虫:从田间灾变到实验室突破

"1991年湖北稻田的大面积绝收,让我决心破解褐飞虱的肆虐之谜。"何光存教授回忆道。这场持续30年的科研长跑,最终通过蛋白质组学与基因编辑技术锁定关键唾液蛋白BISP——这种褐飞虱分泌的"麻醉剂"能抑制普通水稻防御机制。而在抗虫水稻中,BISP会被BPH14蛋白精准识别,触发植物"免疫警报"。

528a5bfcf6578647e0ebc50239e82701.jpeg

二、三体博弈:自然界的精密调节器

研究揭示的BISP-BPH14-OsNBR1三元互作系统,堪比植物界的"免疫恒温器":

  • 害虫侵袭时:BISP激活BPH14,启动抗虫反应使褐飞虱死亡率提升80%

  • 日常状态下:OsNBR1如同"刹车片",防止过度防御导致减产
    这种动态平衡解释了为何传统抗虫品种常伴随生长缺陷,而新机制可实现抗性与产量的协同优化。

三、技术转化:从实验室到餐桌的绿色革命

  1. 分子育种加速器
    团队已开发Bph14基因分子标记,将抗虫品种选育周期从5年缩短至2年。云南试验田数据显示,新品种在减少农药使用90%情况下增产12%。

  2. 智能防控新思路
    基于BISP蛋白结构设计的生物陷阱,可诱捕褐飞虱并阻断其取食能力。这种"基因疫苗"技术正在申请国际专利。

四、科学启示录:小蛋白里的大生态

"每毫克褐飞虱唾液含2000种蛋白,BISP只是我们破解的第一把钥匙。"团队成员郭建平博士表示。该研究为其他作物抗虫研究提供范式:

  • 小麦蚜虫同源基因筛选已启动

  • 团队正与华中农大合作开发玉米抗螟新策略

专家点评
"这项研究实现了基础研究到应用研究的完美闭环。"——张启发院士
"标志着我国在植物-昆虫互作领域进入全球领跑阶段。"——朱玉贤院士