虫口夺粮！生科院唐斌教授团队取得新进展

　　春分已过，随着气温回升，草地贪夜蛾也进入活跃期。这种农作物害虫被称为 “粮食杀手”，从2020年到2023年一直占据中国《一类农作物病虫害名录》榜首位置。如何智斗这些“幺蛾子”成为了学界研究的热点问题。

　　近日，我校生命与环境科学学院昆虫功能基因实验室唐斌教授团队传来好消息，该团队联合中国农业大学靶标导向新农药发现课题组段红霞教授团队首次发现昆虫生长调节剂“胡椒碱类似物”ZK-PI系列能够显著抑制草地贪夜蛾的海藻糖酶活性，处理后会使该虫发育和蜕皮困难，直接导致其死亡率提高，对于草地贪夜蛾的可持续防控意义重大。

　　寻找绿色安全的治虫“武器”

　　走进我校昆虫功能基因实验室，唐斌正在指导学生将海藻糖酶抑制剂注入草地贪夜蛾幼虫体内，说起这次研究成果，他有些激动。“草地贪夜蛾的破坏力非常大，它超级能吃、能生、能飞，危害玉米、水稻、小麦等农业作物，会造成减产甚至颗粒无收的情况。”唐斌告诉记者，“早期，前辈们主要多使用化学农药消杀办法应急防控，但是传统化学农药残留破坏生态环境，也会使农产品质量下降；而且还会造成草地贪夜蛾抗药性倍增，迫使来年加大投药量，形成恶性循环。”

　　为了寻找更绿色安全的抑制武器，唐斌团队把搜寻的目光投向了生物酶。他们在研究中发现，草地贪夜蛾坚固的外壳主要由几丁质组成，这是它们生存的“保护罩”，而几丁质的形成中不可或缺的第一个酶就是海藻糖酶。团队将紊乱害虫体内的海藻糖酶代谢进而紊乱几丁质代谢，造成草地贪夜蛾蜕皮困难甚至死亡作为研究的方向。

　　唐斌（左一）指导学生实验

　　“今年农村农业部下发的文件中，明确提出要突出绿色防控，强化生物防治，压低虫源。我们的研究与文件精神刚好不谋而合。”唐斌笑着说。

　　近四年的实验数据也验证了团队这一研究方向的正确。“研究结果显示注射海藻糖酶抑制剂后，草地贪夜蛾几丁质的相对含量显著减少，死亡率明显增加。”团队成员晁蕾说。

　　1+1＞2

　　但是随着研究的深入，又一个现实的问题摆在眼前。“近年来报道的海藻糖酶抑制剂大多是通过虚拟筛选或以天然产物为先导发现的，不仅成本高而且杀虫活性也有待提高。”团队成员蒋鑫怡说。

　　如何能降低成本，提高杀虫活性。正在团队陷入僵局之时，中国农业大学递来了橄榄枝。他们全新研制的人工合成海藻糖抑制剂的ZK-PI系列急待验证。两个团队携手作战，取得的成果是1+1＞2。

　　“我们团队首次验证了ZK-PI系列对草地贪夜蛾的作用效果。实验表明，注入ZK-PI后，草地贪夜蛾幼虫蜕皮失败，畸形致死率增加；成虫寿命缩短，产卵量显著降低，且孵化率降低至43%。”团队成员钟樊介绍说，人工合成的海藻糖抑制剂相对成本低，容易商品化生产和应用。这个发现为研发绿色安全的杀虫剂提供新的思路和有效的方法，具有重大的现实意义和生产效益。

　　目前，唐斌师生团队、段红霞教授团队以“Potential inhibitory effects of compounds ZK-PI-5 and ZK-PI-9 on trehalose and chitin metabolism in Spodoptera frugiperda (J. E. Smith)/化合物ZK-PI-5和ZK-PI-9对草地贪夜蛾海藻糖和几丁质代谢具有潜在抑制作用”为论文标题发表在国际英文期刊《Frontiers in Physiology》，审稿专家对研究给予高度评价并指出“本研究探讨了两种新化合物对草地贪夜蛾海藻糖酶的抑制作用，这是非常有意义的工作；这项科学研究将有助于开发潜在的新型化合物用于控制这种超级害虫”。

　　2023年中央一号文件指出，要全方位夯实粮食安全根基、推进农业绿色发展。唐斌说，“下一步，我们将继续深耕害虫绿色防治，为保障粮食安全、提升农作物产量和品质作出更大贡献。”

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