Цис-регуляторное снижение экспрессии гена трипсина, связанное с устойчивостью к Bt у хлопковой совки

Трансгенные растения, продуцирующие инсектицидные белки бактерии Bacillus thuringiensis (Bt), эффективны для борьбы с вредителями, однако их эффективность снижается по мере формирования у вредителей устойчивости. Мы изучили механизм устойчивости к токсину Bt Cry1Ac у лабораторно отобранной линии LF5 хлопковой совки Helicoverpa armigera. У этой линии устойчивость к протоксину Cry1Ac была 110-кратной, а к активированному токсину Cry1Ac — 39-кратной. При изучении пяти генов трипсина было установлено, что устойчивость связана со снижением транскрипции одного из них (HaTryR) на 99%. Подавление этого гена методом РНК-интерференции повышало выживаемость восприимчивых личинок при питании рационом, содержащим Cry1Ac. Биотестирование потомства от скрещиваний показало, что устойчивость к Cry1Ac генетически сцеплена с HaTryR. В устойчивой линии мы выявили мутации в промоторной области HaTryR. В трансфицированных клеточных линиях насекомых транскрипция была ниже при использовании промотора устойчивой линии, чем при использовании промотора восприимчивой линии, что указывает на цис-опосредованное снижение транскрипции HaTryR как механизм устойчивости. Полученные результаты свидетельствуют о том, что H. armigera может адаптироваться к токсину Bt Cry1Ac за счёт снижения экспрессии трипсина. Поскольку активация протоксина трипсином является критическим этапом токсического действия, использование трансгенных растений, продуцирующих активированные токсины, а не протоксины, может повысить устойчивость Bt-культур к утрате эффективности.