顧俊文，張珀瑞，王月琴，李學(xué)海，王靖怡，張琪

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護學(xué)院，沈陽 110161；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所/植物病蟲害國家重點實驗室，北京 100193）

1 蘇云金芽孢桿菌及其殺蟲機制

蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis，Bt)屬芽孢桿菌科，是土壤中自然存在的革蘭氏陽性細(xì)菌,對多種幼蟲具高效的毒殺效果，具有安全高效，使用廣譜等特點[1]。Bt主要以轉(zhuǎn)基因活性成分和微生物菌劑的方式應(yīng)用于微生物農(nóng)藥市場，約占全球微生物殺蟲劑市場的95%以上[2]。Bt最大的特點就是有效地避免了化學(xué)農(nóng)藥對環(huán)境的污染，通過降低害蟲種群密度增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，提高農(nóng)民的經(jīng)濟效益[3]。截至2018年，世界上26個國家種植的轉(zhuǎn)Bt基因作物已超過1.917億hm2，相比1996年增加100多倍，為全世界帶來了顯著的環(huán)境改善和經(jīng)濟效益[4]。

鑒于其具備很高的宿主特異性和環(huán)境安全性，近幾十年來，Bt已然成為應(yīng)用最廣泛、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上最具競爭力的殺蟲劑[3]，然而，阻礙該優(yōu)秀微生物殺蟲劑長效利用的主要原因是害蟲對其產(chǎn)生了抗藥性。目前，已經(jīng)報道的對轉(zhuǎn)Bt基因作物產(chǎn)生抗藥性的農(nóng)業(yè)害蟲包括小菜蛾（Plutella xylostella）[5]、粉紋夜蛾（Trichoplusia ni）[6]、入侵害蟲草地貪夜蛾（Spodoptera frugiperda）[7]、玉米蛀莖夜蛾（Busseola fusca）[8]、玉米根螢葉甲（Diabrotica virgifera）[9]、棉紅鈴蟲（Pectinophora gossypiella）[10]等。盡管世界范圍內(nèi)的科學(xué)家對Bt抗性機理研究不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)Bt毒蛋白的不同晶體對害蟲的抗性機制存在差異，作用機制尚未透徹解析。生產(chǎn)上的解決辦法主要集中在結(jié)合兩種或兩種以上的整合Bt毒蛋白來增強殺蟲效力，但這種方法常因害蟲對一種毒蛋白產(chǎn)生抗性進(jìn)而對其他多種Bt毒蛋白具有交叉抗性而成效甚微。因此，深入了解產(chǎn)生Bt抗藥性的遺傳學(xué)基礎(chǔ)可以更有效地監(jiān)測、阻礙和管理害蟲對Bt毒蛋白抗藥性的綜合治理難題。Bt的殺蟲活性成分來源于產(chǎn)孢過程中的伴胞晶體(parasporal crystal)，其主要成分為crystal(Cry)、cytolytic(Cyt)和vegetative(Vip)蛋白[1,11]。在已鑒定的294個Cry毒蛋白中，有262個毒蛋白屬于三結(jié)構(gòu)域蛋白（約占89%）[1]。其中結(jié)構(gòu)域I由7～8個α螺旋組成，結(jié)構(gòu)域II由3個?折疊構(gòu)成，結(jié)構(gòu)域III由兩個反向平行的?折疊組成[12]。Cry毒蛋白均含有5個保守的序列區(qū)段（conserved blocks），含有全部或部分保守區(qū)段的Cry毒蛋白具有相同的三結(jié)構(gòu)域分子模型。

目前，關(guān)于Bt作用機制主要存在3種不同的解析模型。第1種是穿孔模型，該模型闡述了Bt芽孢萌發(fā)期產(chǎn)生的70～130kDa的Cry毒蛋白在腸道堿性環(huán)境溶解成原毒蛋白(protoxin)，經(jīng)活化酶從C-和N-端酶切大約43個氨基酸成為55～65kDa的核心活化毒蛋白(activated toxin)，與中腸上皮細(xì)胞刷狀緣膜囊泡(brush border membrane vesicles,BBMV)上的靶標(biāo)蛋白作用，促進(jìn)其在脂筏上的聚集和穿孔，繼而導(dǎo)致細(xì)胞滲透性死亡。經(jīng)過多年探索，被研究者們篩選出的參與結(jié)合的受體蛋白主要包括鈣粘蛋白、GPI-anchored氨基肽酶N(APN)、堿性磷酸酶(ALP)、糖脂（glycolipid）等中腸分子[13]，以及近幾年發(fā)現(xiàn)的三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運蛋白(ATP-binding cassette transporter subfamily，ABC轉(zhuǎn)運蛋白)[14]。第2種是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)學(xué)說，該學(xué)說認(rèn)為，毒蛋白先與鈣粘蛋白結(jié)合激活Mg2+誘導(dǎo)的信號傳導(dǎo)通路，刺激G蛋白和腺苷酸環(huán)化酶在胞內(nèi)的表達(dá)，最終導(dǎo)致細(xì)胞因離子失衡凋亡[1]。第3種假說則報道了腸道共生菌對毒蛋白在鱗翅目的殺蟲作用直接相關(guān)[15]。隨后幾項研究又稱共生菌與Bt毒蛋白的作用相關(guān)，但是在多種蟲體內(nèi)差異較大[15]，隨后有報道稱共生菌與Bt作用機制沒有直接關(guān)聯(lián)[16]。

2 ABC轉(zhuǎn)運蛋白研究進(jìn)展和存在的問題

ABC轉(zhuǎn)運蛋白是一類廣泛存在于原核、真核生物和古細(xì)菌中的跨膜蛋白。ABC基因家族現(xiàn)在被認(rèn)為是所有生命體中最大的轉(zhuǎn)運蛋白家族之一。ABC轉(zhuǎn)運蛋白的大多數(shù)蛋白質(zhì)作為主要的活性轉(zhuǎn)運體，結(jié)合和水解ATP，跨脂膜運輸大量不同的底物，除了作為轉(zhuǎn)運蛋白底物，ABC轉(zhuǎn)運蛋白調(diào)控離子通道，影響受體蛋白和核糖核酸酶抑制劑的翻譯及組裝[17]。在人體表達(dá)的48種ABC轉(zhuǎn)運蛋白中，其中17個被報道與人類遺傳性疾病相關(guān)，如囊性纖維化、腎上腺腦白質(zhì)營養(yǎng)不良和膽固醇代謝等，且與患腫瘤病人的耐藥反應(yīng)相關(guān)[18]。

使用Phyre2[19]構(gòu)建了亞洲玉米螟ABC家族中ABCG1的跨膜結(jié)構(gòu)域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(圖1)，用以直觀展現(xiàn)預(yù)測的ABC轉(zhuǎn)運蛋白跨膜結(jié)構(gòu)。并根據(jù)PyMOL軟件預(yù)測了ABCG1蛋白的三維結(jié)構(gòu)（圖2），同時預(yù)測的不同氨基酸的空間位置以紅黃綠3種不同顏色將ABC轉(zhuǎn)運蛋白的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)記。如圖2中，紅色區(qū)域顯示蛋白的胞外區(qū)，黃色區(qū)域顯示跨膜區(qū)，紅色區(qū)域顯示胞內(nèi)區(qū)。

圖1 亞洲玉米螟ABCG1蛋白跨膜結(jié)構(gòu)域拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Figure 1 Topology of transmembrane helices of O.furnacalis ABCG1 protein

圖2 亞洲玉米螟ABCG1蛋白三維結(jié)構(gòu)Figure 2 Three-dimensional structure of O.furnacalis ABCG1 protein

在結(jié)構(gòu)上，ABC轉(zhuǎn)運蛋白由兩個胞內(nèi)核苷酸結(jié)合域(nucleotide binding domain,NBD)和兩個跨膜蛋白區(qū)域(trans-membrane domain,TMD)組成，其中NBD通過與ATP結(jié)合和水解來轉(zhuǎn)運底物穿越細(xì)胞膜。依據(jù)系統(tǒng)發(fā)育分析、核苷酸結(jié)合域的同源性和重要的功能性作用，研究者將ABC轉(zhuǎn)運蛋白分為A～H共8個亞科。第1個被鑒定的昆蟲ABC轉(zhuǎn)運蛋白基因來自黑腹果蠅的White基因，研究發(fā)現(xiàn)其參與眼睛色素前體的轉(zhuǎn)運[20]。在人類、細(xì)菌和線蟲的研究中，ABC轉(zhuǎn)運蛋白已被確認(rèn)與多種藥物的耐藥性有關(guān)，人們對該家族在節(jié)肢動物內(nèi)源性和外源性物質(zhì)轉(zhuǎn)運中的作用和在害蟲抗藥性中的功能作用研究近幾年來取得了杰出進(jìn)展[1]。

Bt毒蛋白抗性的形成與受體基因的突變、氨基酸缺失、蛋白表達(dá)量變化有關(guān)[21]。與抗性調(diào)控相關(guān)的蛋白主要包括鈣粘蛋白、APN、ALP、V-ATP酶和ABC轉(zhuǎn)運蛋白等[1,14]。研究者發(fā)現(xiàn)，ABC轉(zhuǎn)運蛋白具有向胞外轉(zhuǎn)運毒性分子的功能,其表達(dá)量的改變參與了昆蟲對化學(xué)農(nóng)藥的抗性調(diào)節(jié)[22-23]。研究者通過分子連鎖圖譜定位了高抗煙芽夜蛾（Heliothis virescens）中的一個ABC轉(zhuǎn)運蛋白，其基因序列中的一個堿基突變導(dǎo)致蛋白序列變化引起了害蟲對Cry1Ac的抗性，該報道開啟了發(fā)現(xiàn)Bt抗性機制脫離傳統(tǒng)受體的先河[14]。與煙芽夜蛾同源的一種敏感品系家蠶(Bombyx mori)的ABC轉(zhuǎn)運蛋白基因被轉(zhuǎn)入到抗性家蠶體內(nèi)后，毒性生物測定顯示家蠶對Cry1Ab失去了抗性，此報道證明ABC轉(zhuǎn)運蛋白為Cry1Ab毒蛋白的功能性受體蛋白[24]。與敏感品系相比，抗性小菜蛾中ABC轉(zhuǎn)運蛋白基因缺失了30個堿基，此缺失刪除了最后的第十二跨膜域并使得羧基端異常異位,導(dǎo)致此蛋白留在了非功能區(qū)的細(xì)胞外[25]。細(xì)胞水平實驗提出家蠶ABC轉(zhuǎn)運蛋白可以作為Cry1Ac的作用靶標(biāo)，使果蠅細(xì)胞對毒蛋白的敏感性因該蛋白的轉(zhuǎn)化入細(xì)胞而由抗性變感性[24,26]。對ABC家族中不同蛋白的分析表明，ABCC2和ABCC3兩種蛋白的轉(zhuǎn)錄水平差異與甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）對Cry1Ac和Cry1Ca毒蛋白的抗性有關(guān)[27]。后期研究報道稱，ABCC2作為Cry1Ac的受體活性要比ABCC3高100倍以上，同時在小菜蛾中ABCC2也顯示出比ABCC3相對強的受體功能，但兩種ABCC蛋白均參與蟲體對Cry1Ac的抗性調(diào)節(jié)過程，均為不完全隱性[25]。該基因的突變不僅使棉鈴蟲（Helicoverpa armigera）對Cry1Ac敏感性降低，還對阿維菌素產(chǎn)生負(fù)交叉抗性，使蟲體對其更加敏感[28]。

此外，由CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)介導(dǎo)的ABCC2和ABCC3的共同敲除導(dǎo)致棉鈴蟲（H.armigera）對Cry1Ac的抗性提升超過15000倍，而單獨敲除任意一種幾乎對Cry1Ac的抗性沒有提升效果,證明單獨一種ABCC2或ABCC3即可起到Cry1Ac的受體功能，且抗性遺傳為常染色體上的隱性遺傳[28]。對小菜蛾進(jìn)行ABCC2和ABCC3的基因敲除后發(fā)現(xiàn)，該兩種ABCC蛋白中任意一個突變體都使得小菜蛾對Cry1Ac和Cry1Fa產(chǎn)生2.9倍的抗性，但當(dāng)同時敲除兩個受體后，小菜蛾顯示出對Cry1Ac毒蛋白1000倍以上的抗性，對Cry1Fa毒蛋白顯示出380倍的抗性，可見ABC轉(zhuǎn)運蛋白作為Cry毒蛋白的潛在受體的獨立和協(xié)同作用[29]。對粉紅棉鈴蟲易感APHIS-S種群的ABCA2基因進(jìn)行編輯研究報道，缺失ABCA2基因的粉紅棉鈴蟲顯著增加對Cry2Ab毒蛋白的抗性[30]。在粉紋夜蛾里通過CRISPR/Cas9介導(dǎo)的反向功能性研究也證實了ABCC2突變體對Cry1Ac抗性的直接作用[31]。通過基因編輯技術(shù)對亞洲玉米螟（Ostrinia furnacalis）的抗性研究發(fā)現(xiàn)8個堿基的突變可使ABCC2提前終止其轉(zhuǎn)錄并使玉米螟對Cry1Fa的抗性上升300多倍，證明ABCC2對Cry1Fa的功能性作用，但此突變使玉米螟對Cry1Ab的敏感性變化較小，僅提高3.6倍抗性[32]，此微小敏感性變化也許是同Cry1Fa交互抗性的結(jié)果。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，對亞洲玉米螟的ABCG4基因進(jìn)行編輯顯著提高了對Cry1毒蛋白的抗性，由此可推測，不同的ABC轉(zhuǎn)運蛋白可以作為不同Cry毒蛋白的特異性受體[33]。

針對轉(zhuǎn)基因玉米的重要活性成分Cry1Ab的抗性機制研究首次由ATSUMI S等[34]于2012年在模式昆蟲家蠶中報道，研究發(fā)現(xiàn)家蠶對Cry1Ab的抗性是由單個氨基酸酪氨酸(Tyrosine)在ABCC2蛋白胞外loop2的234位上插入引起的。進(jìn)一步研究確定了ABCC2作為Cry1Ab抗性靶點的重要作用，且對不同Cry家族內(nèi)的不同毒蛋白如Cry1Aa、Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1Fa、Cry3Bb甚至Cry8Ca毒蛋白均有不同程度的靶標(biāo)特異性[26]。Loop2上234位點的突變可以破壞ABCC2作為Cry1Ab的受體功能，影響細(xì)胞對Cry1Ab和Cry1Ac的敏感性，但對Cry1Aa毒蛋白無影響。不同于Cry1Ab和Cry1Ac的是，ABCC2對Cry1Aa的抗性靶點不在loop2，而是在loop4上，證明了毒蛋白結(jié)構(gòu)的差異會影響ABCC2的作用靶點以及作為受體的功能性作用[35]。近期在草地貪夜蛾上分析了SfABCC2和SfABCC3在害蟲中對Cry1Fa和Cry1Ab毒蛋白毒性中的作用。利用CRISPR/Cas9基因組編輯系統(tǒng)，建立了兩個編碼潛在功能性Bt受體的SfABCC2和SfABCC3基因敲除草地貪夜蛾品系。與敏感菌株相比，兩種基因敲除菌株對Cry1Fa和Cry1Ab毒蛋白均表現(xiàn)出抗性。與SfABCC3基因敲除菌株相比，SfABCC2基因敲除菌株對這兩種Cry毒蛋白表現(xiàn)出更高的抗性，表明SfABCC2在這些Cry毒蛋白的作用模式中起主要作用[36]。

在細(xì)胞水平上對煙芽夜蛾ABC轉(zhuǎn)運蛋白的靶標(biāo)特性的研究也發(fā)現(xiàn)，在果蠅細(xì)胞中過表達(dá)ABCC2使得該細(xì)胞對Cry1Aa、Cry1Ab和Cry1Ac 3種毒蛋白由抗變感，且3種毒蛋白的作用機制與ALP無直接關(guān)聯(lián)，證明ABCC2作為毒蛋白受體的靶標(biāo)作用[37]。通過對小菜蛾感性與抗性品系分析亦發(fā)現(xiàn)ALP與ABCC2均有不同程度的轉(zhuǎn)錄水平差異,預(yù)示了它們可能參與抗性調(diào)控，但對小菜蛾Cry1Ac的高抗機制研究中否定了鈣粘蛋白、APN和ALP等經(jīng)典腸道受體的突變與抗性機制的相關(guān)性[38]。ABC基因的突變不僅使蟲提對Cry蛋白敏感性發(fā)生變化，還使其蟲體對化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生負(fù)交互抗性[28]，這使ABC轉(zhuǎn)運蛋白與Bt毒蛋白和化學(xué)農(nóng)藥之間的交互抗性調(diào)節(jié)作用機制更加復(fù)雜，是否因具有共同靶點而產(chǎn)生交叉抗性有待深入探討。對于上述結(jié)果分析，不難發(fā)現(xiàn)，Cry毒蛋白在幼蟲體內(nèi)的作用機制主要依賴于與受體蛋白結(jié)合激活信號傳導(dǎo)通路或使得細(xì)胞穿孔，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。其抗性形成可能是由于靶標(biāo)受體蛋白轉(zhuǎn)錄水平的變化使得毒蛋白無法錨定在腸膜的上皮細(xì)胞表面，進(jìn)而導(dǎo)致毒性消失；也有可能是由于靶標(biāo)蛋白突變體的形成使得受體與毒蛋白結(jié)合位點消失，引起毒蛋白失活。近期關(guān)于ABC轉(zhuǎn)運蛋白在幾種昆蟲中的抗性研究可以預(yù)見，ABC轉(zhuǎn)運蛋白很有可能是Bt毒蛋白的通用受體[23]，所有針對ABC轉(zhuǎn)運蛋白研究的開展為明確受體與毒蛋白互作機制研究提供了同源建模模板和關(guān)鍵氨基酸突變的參考。

3 亞洲玉米螟ABC基因家族生物信息學(xué)分析

玉米螟是全球玉米的主要害蟲，每年會造成6×106～9×106t的產(chǎn)量損失，嚴(yán)重阻礙了玉米作為主糧、飼料和工業(yè)產(chǎn)品的原料的高質(zhì)與高產(chǎn)[39]。在中國，亞洲玉米螟是對玉米最具破壞性的重要害蟲，分布范圍向北橫跨中國北部，向東從印度橫跨中國南部、韓國、日本、菲律賓、澳大利亞和所羅門群島[40-42]。亞洲玉米螟以幼蟲鉆蛀為害為主，既取食寄主的嫩葉和花絲，又可取食寄主植物的籽粒部位，導(dǎo)致玉米受到嚴(yán)重破壞[42-43]。除了取食玉米外，亞洲玉米螟也會為害其他作物，如糧食作物中的高粱、小米等[44-45]。在過去的20年中，表達(dá)Bt毒素的轉(zhuǎn)基因作物已被用于控制一系列農(nóng)業(yè)害蟲[4]。然而由于大規(guī)模種植，不可避免地導(dǎo)致目標(biāo)昆蟲對毒素產(chǎn)生抗性，Bt作物面臨著巨大威脅[46-48]。對Bt作物的田間抗性在玉米螟中尤為突出。以轉(zhuǎn)基因Bt作物為食的田間采集的歐洲玉米螟已被證明對Bt毒素具有抗性[47]，在實驗室環(huán)境中以人工環(huán)境喂養(yǎng)時，亞洲玉米螟也表現(xiàn)出對Cry1A毒素的高抗性[49]。

近幾年來，隨著生物信息學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是新一代測序技術(shù)的低成本和高效的特點，大大促進(jìn)了昆蟲生物信息學(xué)分析和昆蟲關(guān)鍵基因篩選的進(jìn)程。依據(jù)基因組測序，研究者們建立了一系列昆蟲基因組數(shù)據(jù)庫[50-53]。亞洲玉米螟基因組的測序成功為分析其功能性基因提供了生物信息平臺和分析基礎(chǔ)[54]。本研究利用生物信息學(xué)方法對玉米螟ABC家族成員進(jìn)行鑒定，將亞洲玉米螟ABC基因家族基因通過與部分物種的ABC基因聚類，并對玉米螟ABC家族基因進(jìn)行分組，并構(gòu)建其系統(tǒng)發(fā)育樹（圖3），發(fā)現(xiàn)ABC基因因為具有高度同源序列聚類在一起，同時對這些基因的序列（圖4）分析能夠發(fā)現(xiàn)這些物種的ABC基因都包含同源部分，這表明ABC家族基因具有高度保守性。

圖3 ABC基因系統(tǒng)發(fā)育樹分析Figure 3 Phylogenetic analysis of ABC genes

圖4 ABC家族基因成員序列對比Figure 4 Sequence alignment of ABC family gene

本研究旨在提供玉米螟ABC基因家族基本信息，為進(jìn)一步研究ABC家族成員在玉米螟抗Bt方面的調(diào)控作用提供參考。為了鑒定亞洲玉米螟中的ABC家族基因，從Insectbase2.0數(shù)據(jù)庫中獲得了亞洲玉米螟基因組數(shù)據(jù)（http://v2.insect-genome.com)，使用HMM模型（PF0005）對基因組進(jìn)行隱馬爾可夫模型和Blast搜索，以確定亞洲玉米螟的候選ABC基因。在獲得了初步的鑒定結(jié)果后，需要對結(jié)果進(jìn)行篩選，閾值為E-value＜0.001，之后為了確認(rèn)鑒定序列的真實性，將這些序列上傳至SMART（http://smart.embl-heidelberg.de/）與PFAM（https://pfam.xfam.org/）[55-56]數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比分析。這樣獲得了62個ABC基因，其鑒定的ABC基因如表1。

表1 亞洲玉米螟ABC家族基因篩選。Table 1 ABC gene family in Ostrinia furnacalis

為檢驗系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系并對亞洲玉米螟ABC基因家族進(jìn)行分類，基于保守的ABC結(jié)構(gòu)域構(gòu)建了亞洲玉米螟ABC家族基因的系統(tǒng)發(fā)育樹（圖5），同時添加了果蠅的部分ABC基因家族作為分組依據(jù)，根據(jù)基因樹的分枝將所有ABC基因分為8個亞族，其中有10個來自A亞族，10個來自B亞族，12個來自C亞族，3個來自D亞族，2個來自E亞族，4個來自F亞族，14個來自G亞族，3個來自H亞族，同時G亞族的成員最多，E亞族成員最少，此分析結(jié)果與果蠅的ABC基因家族亞族數(shù)目關(guān)系基本一致。

4 展望

種群的潛在抗性發(fā)展是阻礙轉(zhuǎn)Bt基因作物長期使用的重要因素，不同蟲體內(nèi)對相同毒蛋白的抗性機制亦不同。人們對田間長期使用Bt導(dǎo)致害蟲產(chǎn)生抗性的分子機理的認(rèn)識仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，甚至在關(guān)鍵的作用模式和受體結(jié)合方式的結(jié)論上爭議不斷[11]。一旦抗性種群在田間爆發(fā)，對抗性機制作用靶標(biāo)的不明確將使人們無法作出對害蟲的長期有效防控策略，對玉米產(chǎn)量造成重大影響，對國家糧食儲備造成巨額損失。亞洲玉米螟基因組的測序成功為研究田間昆蟲對Bt抗性產(chǎn)生的因素提供了強有力的證據(jù)，本研究基于亞洲玉米螟基因組的測序數(shù)據(jù)，共鑒定出62個亞洲玉米螟ABC基因家族成員，其中10個ABCA家族成員，10個ABCB家族成員，12個ABCC家族成員，3個ABCD家族成員，2個ABCE家族成員，4個ABCF家族成員，14個ABCG家族成員，3個ABCH家族成員，本次對亞洲玉米螟ABC基因家族成員的鑒定以及分組，不但有利于研究亞洲玉米螟Bt抗性產(chǎn)生的來源，更為其他物種對Bt抗性的研究提供了方向。

轉(zhuǎn)基因玉米自1996年起在美國開始廣泛種植，高效防治了歐洲玉米螟(Ostrinia nubilalis)的危害，但也不可避免地出現(xiàn)了抗性[47]。2020年1月21日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布2019年農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書批準(zhǔn)清單，其中包括轉(zhuǎn)Cry1Ab/Cry2Aj、G10evo(EPSPS)基因抗蟲耐草甘膦玉米（瑞豐125）和轉(zhuǎn)BtCry1Ab/epsps抗蟲玉米(DBN9936)。盡管中國尚未開放對轉(zhuǎn)Bt基因糧食作物的種植政策，然而該品種的批準(zhǔn)為商業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因玉米發(fā)出信號并提供商業(yè)化的先決條件。在田間針對亞洲玉米螟的抗性演化試驗也證明了長期施用的抗性風(fēng)險[57]。鑒于此，本研究針對ABC轉(zhuǎn)運蛋白的序列分析和綜述將為ABC轉(zhuǎn)運蛋白調(diào)控害蟲對Cry毒蛋白抗性機制的研究提供重要依據(jù)，為探索害蟲在田間的抗性演化機理和治理決策解決機理問題。關(guān)于抗性機制的研究和探索是農(nóng)業(yè)種植和科技發(fā)展中為推動轉(zhuǎn)基因作物的長效發(fā)展和Bt生物農(nóng)藥的合理利用迫切需要解決的科學(xué)問題，并對害蟲綜合治理決策提供重要理論和實踐指導(dǎo)。