杨青教授团队破解害虫防御和解毒机制

核心提示：2024年12月24日晚24时，国际顶级期刊《细胞（Cell）》在线发表了杨青教授团队的最新研究成果，该研究首次揭示了ABCH转运蛋白运输脂质和外排农药的完整过程，植物病虫害综合治理全国重点实验室与中国农业科学院深圳农业基因组研究所为论文第一单位。这是杨青团队继2022年破译几丁质生物合成机制以来在昆虫学和农药靶标学领域的又一重大突破。该研究为开发安全、低抗性的绿色农药奠定了重要基础。……（世界食品网-www.shijieshipin.com）

2024年12月24日晚24时，国际顶级期刊《细胞（Cell）》在线发表了杨青教授团队的最新研究成果，该研究首次揭示了ABCH转运蛋白运输脂质和外排农药的完整过程，植物病虫害综合治理全国重点实验室与中国农业科学院深圳农业基因组研究所为论文第一单位。这是杨青团队继2022年破译几丁质生物合成机制以来在昆虫学和农药靶标学领域的又一重大突破。该研究为开发安全、低抗性的绿色农药奠定了重要基础。

病虫害对全球粮食安全、贸易和生计都构成严重威胁。据联合国粮农组织估算，全世界每年因农作物病虫害造成的产量损失高达40%，经济损失超过2200亿美元。农药为保护作物、减少经济损失做出了重要贡献。因此，高效、生态友好、低抗性的绿色农药是农药产业发展的必然趋势。

创制绿色农药的关键，在于找到人畜安全的绿色农药分子靶标。该研究在昆虫体内发现了一类特殊的蛋白质—ABCH转运蛋白。这类蛋白负责将脂质运输到昆虫表皮，从而防止昆虫脱水并抵御病原微生物的入侵。ABCH存在于所有昆虫中，但不存在于人类、脊椎动物和植物中，因此是一个待开发的、理想的农药分子靶标。

该研究首次报道了ABCH转运蛋白的冷冻电镜结构，揭示了ABCH转运蛋白与昆虫几丁质表皮主要脂质成分“神经酰胺”和外源性底物杀虫剂“苯氧威”互作的分子机制。研究发现，ABCH通过招募神经酰胺分子和农药分子，使其结合在一个狭窄、细长的“拱形”通道中，在ATP水解提供的驱动力下，形成一种“挤压泵”，将其排出细胞外，从而帮助昆虫解毒和构建表皮脂质屏障。更具挑战的是，研究团队还发现了ABCH转运蛋白的抑制剂分子。这个“X”型的分子完美地将ABCH“卡”在底物结合的状态中，阻止了ABCH外排农药的功能，因而为解决抗药性问题提供了全新的思路。

杨青教授为论文的通讯作者，大连理工大学博士研究生陈金利、中国农业科学院植物保护研究所段燕伟博士为该论文的共同第一作者。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.11.033

日期：2024-12-30