Устойчивость к Bacillus thuringiensis, связанная с трансмембранной мутацией кадгерина, нарушающей внутриклеточный транспорт, у розовой совки из Китая

Развитие устойчивости вредителей снижает эффективность инсектицидных белков грамположительной бактерии Bacillus thuringiensis (Bt), широко используемых в составе препаратов для опрыскивания и трансгенных сельскохозяйственных культур. В некоторых ранее изученных линиях трёх основных чешуекрылых вредителей устойчивость к токсину Bt Cry1Ac связана с мутациями, нарушающими внеклеточные или цитоплазматические домены белков кадгерина, связывающих Cry1Ac в кишечнике восприимчивых личинок. В настоящей работе впервые описана трансмембранная мутация кадгерина, связанная с устойчивостью насекомых к Bt. Эта мутация обнаружена у розовой совки (Pectinophora gossypiella) — опасного глобального вредителя хлопчатника; исследованная линия была получена из полевой популяции в долине реки Янцзы в Китае. Анализируемый мутантный аллель содержит делецию размером 207 пар оснований и кодирует белок кадгерина без трансмембранного домена. По сравнению с восприимчивой линией у линии, гомозиготной по этому аллелю, устойчивость к Cry1Ac была выше в 220 раз, а перекрёстная устойчивость к Cry2Ab — в 2,1 раза. На трансгенном хлопчатнике, продуцирующем Cry1Ac, восприимчивые личинки не выжили, тогда как устойчивая линия завершила жизненный цикл. Устойчивость к Cry1Ac наследовалась аутосомно-рецессивно и была тесно сцеплена с геном кадгерина. В трансфицированных клетках насекомых, экспрессирующих кадгерин дикого типа, происходили транспорт белка к клеточной мембране и развитие восприимчивости к Cry1Ac; в клетках, экспрессирующих мутантный аллель кадгерина, этого не наблюдалось. Полученные результаты указывают, что анализируемый мутантный аллель обусловливает устойчивость к Cry1Ac, нарушая внутриклеточный транспорт кадгерина.