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“毒蛋白” 到底有多“狠毒”(3):“毒蛋白”如何杀虫?

已有 11047 次阅读 2018-1-1 04:10 |个人分类:转基因|系统分类:科普集锦

转基因“毒蛋白”之所以被炒作,就是基于这样一个简单逻辑:它都能毒死昆虫,肯定也能毒死人!我们今天先来看看,毒蛋白是怎样毒杀昆虫的。

首先,Bt必须吃进去才能致死。Bt毒蛋白溶解于昆虫胃的高pH(既高碱性环境)变得有活性。毒蛋白然后进攻昆虫的胃细胞,在胃壁上穿孔。Bt菌的孢子在昆虫胃内散出并萌发而导致昆虫在2-3天内死亡。

尽管毒蛋白并不立刻杀死昆虫, 被喷施的植物部分不再会受到昆虫损害,因为昆虫在几小时内会停止进食。Bt孢子不会扩散到其他昆虫,也不会导致自身的病害流行。整个过程可以用下列过程描述:

1. 昆虫吃了Bt菌的毒蛋白晶体和菌孢。

2. 毒蛋白结合到虫胃的特别受体(就像钥匙开锁一样),昆虫停止进食。

3. 晶体毒蛋白导致胃壁损坏,菌孢萌发,使得菌孢和虫胃的正常细菌进入昆虫体内。

4. 由于菌孢和胃内细菌大量繁殖昆虫死亡。

Bt的功效是非常特异的。不同Bt菌株的毒蛋白有对应的昆虫胃壁的受体蛋白。Bt毒性取决于识别的受体。当毒蛋白结合到受体时,对胃造成损坏。每个昆虫的种具有不同类型的受体,和毒蛋白匹配,就像钥匙和锁一样。

正因为这种特异性,农民必须小心地匹配致害的昆虫和特异的Bt菌株和它的毒蛋白。这也帮助益虫,因为不受特异菌株的伤害。

小结:第一,Bt毒蛋白非常特异,毒蛋白必须溶解于昆虫的高碱性胃液,记住一个事实:昆虫的胃液是高碱性的环境。第二,毒蛋白就像一把钥匙,虫胃的壁必须有对应的受体蛋白,就像锁一样。只有钥匙,还要有对应的锁,门才能拔开:昆虫吃进产生毒蛋白的Bt细菌,毒蛋白才能“毒”死昆虫。

Homework:1、大家知道人的胃液是高碱性还是高酸性呢?2、大家知道人的胃壁有类似的受体蛋白(对应“毒”蛋白的“锁”)吗?

程宗明,2017年9月初完稿,2017年12月31日发。Berkeley,CA




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