先正达公司开发新的Cry嵌合杀虫蛋白 eCry1Gb.1Ig 通过新型杀虫机制发挥作用

草地贪夜蛾是全球范围内玉米和大豆种植过程中最具破坏性的害虫之一。使用化学杀虫剂很难控制这种虫害，转基因技术虽然有防控效果，但是随着抗性种群的出现，迫切需要新的杀虫蛋白和新的转基因作物品种来应对害虫的侵袭。从自然界中分离天然的杀虫蛋白已经越来越难，蛋白结构域交换是另一种创制新型抗虫蛋白的方法。最近，先正达公司开发出一种新型的Cry嵌合蛋白eCry1Gb.1Ig，对草地贪夜蛾等害虫有非常好的防治效果，且对已商业化的主要杀虫蛋白均没有交互抗性。

研究人员主要通过多样化的Cry蛋白加速Cry第三结构域的进化，来实现新抗虫蛋白的创制工作。首先，研究者测试了Cry蛋白家族多个成员对草地贪夜蛾的抗性效果，发现Cry1Gb蛋白对草地贪夜蛾有比较微弱的毒性，该蛋白的第三结构域序列与Cry1Ja最相近。通过交换第三结构域序列，研究者创制了一批嵌合序列蛋白，包括Cry1Gb-1Ab、eCry1Gb.1Ig、Cry1Gb-9E、Cry1Gb-3A以及Cry1Gb-8D、Cry1Gb-9Ca，其中前4个蛋白能够在Bt蛋白表达系统中成功表达出来，后2个蛋白无法表达。

经过进一步的生测试验，研究者发现eCry1Gb.1Ig（使用Cry1Ig的第三结构域）对草地贪夜蛾的杀虫活性最好。另外，eCry1Gb.1Ig还可以对小蔗螟（Diatraea saccharalis）西南玉米螟（Diatraea grandiosella）、大豆夜蛾（Chrysodeixis includens）和藜豆夜蛾（Anticarsia gemmatalis）具有与原始蛋白Cry1Gb同样好的活性。

更重要的是，eCry1Gb.1Ig通过一种新的杀虫机制发挥作用，对Cry1Fa、Vip3Aa和Cry1A.105/Cry2Ab等蛋白产生抗药性的昆虫也有很好的防治效果。用该基因培育的转基因玉米和大豆对草地贪夜蛾、大豆夜蛾和藜豆夜蛾有很好的防治效果，且植株没有不良的农艺性状表现，说明杀虫蛋白不影响植株的正常生长发育。

该蛋白的发现将为抗虫作物培育提供新的选择。

Toxins, 3 Dec 2022

eCry1Gb.1Ig, A Novel Chimeric Cry Protein with High Efficacy against Multiple Fall Armyworm (Spodoptera frugiperda) Strains Resistant to Different GM Traits

Author：Hyunsook Chae*, Zhimou Wen, Travis Hootman……Fabricio Francischini, Fangneng Huangand Matthew Bramlett*

*: Syngenta Crop Protection LLC, USA