基于昆蟲與病原真菌免疫互作的高效真菌殺蟲技術研究

一、成果基本信息

二、成果簡介

綠色安全的生物農(nóng)藥是解決我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)健康發(fā)展的關鍵舉措。真菌殺蟲劑在害蟲綠色防控中具有重要應用潛力，但面臨殺蟲速度慢、防效不穩(wěn)定等不足。害蟲與真菌的免疫互作是造成此類問題的關鍵。在國家自然科學基金支持下，完成人團隊系統(tǒng)研究了害蟲與真菌的免疫互作關系及其協(xié)同進化機制，并基于此進一步開展了高效真菌殺蟲劑研發(fā)，取得如下科學發(fā)現(xiàn)：

（1）發(fā)現(xiàn)真菌接觸寄主體壁前，寄主昆蟲能通過嗅覺蛋白感知真菌揮發(fā)物啟動行為防衛(wèi)，同時真菌也能利用自身揮發(fā)物作用于寄主嗅覺蛋白抑制其天然免疫的協(xié)同進化機制。為此，利用抑制寄主免疫相關的真菌化合物可獲得高效的混合制劑。

（2）闡明真菌與寄主體壁接觸時，昆蟲病原真菌能通過產(chǎn)生雙功能過氧化氫酶來適應寄主表皮氧化脅迫逆境進而提升自身對寄主的免疫適應能力，以及寄主昆蟲能通過感知真菌表面疏水蛋白來啟動自身天然免疫的免疫互作新模式。

（3）揭示昆蟲病原真菌侵染寄主不同階段，昆蟲不同組織通過調(diào)節(jié)自身嗅覺基因、免疫基因和行為基因?qū)崿F(xiàn)對真菌侵染的協(xié)同防衛(wèi)新認識。

（4）基于昆蟲與病原真菌免疫互作機制研究，通過將寄主dsRNA與真菌直接混合或在真菌中間接表達dsRNA，可極大提高真菌殺蟲速度。相關成果發(fā)表在JAR，IJMB等雜志上，引用186次。

三、成果轉(zhuǎn)化預期：

本項目成果將面向全國受飛蝗、紅火蟻和草地貪夜蛾危害的農(nóng)作物或相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來重大經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。

直接經(jīng)濟效益：該項目選育和生產(chǎn)獲得的高效真菌殺蟲劑可直接用于多種重大農(nóng)業(yè)害蟲的綠色防控。同時開發(fā)獲得的真菌殺蟲劑與寄主免疫調(diào)控相關的化合物、dsRNA和轉(zhuǎn)基因菌株等可作用于此類蟲害發(fā)生的試點和應用。該產(chǎn)品和技術可直接降低此類蟲害對牧草、玉米、水稻等作物種植企業(yè)或個人帶來的巨大經(jīng)濟損失，同時極大提高產(chǎn)品品質(zhì)，為相關產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售和加工創(chuàng)造更高的附加值，提高農(nóng)民和企業(yè)收入。項目完成后，將逐步實現(xiàn)完善的相關害蟲的綠色防控技術體系，帶動相關產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，預計早期年均在蝗蟲、紅火蟻和草地貪夜蛾等發(fā)生區(qū)域推廣1000畝以上，提高相關作物產(chǎn)量10%和售價10%以上。社會效益：項目完成后，可大幅度降低蝗蟲、紅火蟻和草地貪夜蛾等蟲害對我國牧草、玉米、水稻等農(nóng)產(chǎn)品的危害，減少化學農(nóng)藥用量，極大提高產(chǎn)品的質(zhì)量安全，降低消費者的擔憂，推動消費需求，提升人民滿意度，實現(xiàn)相關農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，同時還可極大降低蟲害遷飛對其他種植區(qū)帶來的防控壓力。環(huán)境效益：本項目技術和產(chǎn)品的運用，可極大降低當前蝗蟲、紅火蟻和草地貪夜蛾防治中化學農(nóng)藥的大量使用，降低農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，降低害蟲的抗藥性，推動我國重要蟲害綠色綜合防控技術體系走上可持續(xù)健康發(fā)展的良性循環(huán)，造福子孫后代。

四、前期已轉(zhuǎn)化取得的社會經(jīng)濟效益:

相關成果已經(jīng)在飛蝗、紅火蟻和草地貪夜蛾等蟲害發(fā)生區(qū)域開展了近萬畝的田間應用，極大地降低了化學農(nóng)藥的用量，提高了相關作物的產(chǎn)量，提高了其農(nóng)民收入。

特別聲明

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