Популяционная геномика нерецессивной устойчивости к токсину Bt Cry1Ac у хлопковой совки Helicoverpa armigera в Северном Китае

Трансгенные культуры, продуцирующие инсектицидные белки Bacillus thuringiensis (Bt), с 1996 года обеспечивают защиту от некоторых ключевых вредителей. Однако формирование устойчивости у вредителей снижает эффективность Bt-культур. Особенно сложно контролировать устойчивость к Bt-культурам, которая наследуется не рецессивно. Мы изучили нерецессивную устойчивость к токсину Bt Cry1Ac у восьми полевых популяций Helicoverpa armigera, отобранных в 2018 году в Северном Китае, где этот широко распространённый вредитель подвергается воздействию Cry1Ac в Bt-хлопчатнике с 1997 года. По результатам биотестирования 7,5% личинок, полученных из полевых популяций, были устойчивы к Cry1Ac; у 87% из них имелся как минимум один аллель, обусловливающий нерецессивную устойчивость. Для анализа этой устойчивости мы разработали и применили вариант метода геномного картирования, известного как QTL-seq. Этот анализ выявил на хромосоме 10 участок, связанный с нерецессивной устойчивостью к Cry1Ac, во всех 21 семьях, полученных при возвратном скрещивании потомков собранных в поле бабочек. Индивидуальное секвенирование показало, что у всех 21 устойчивой особи родительского поколения, собранной в поле и использованной для получения этих семей, имелась ранее описанная доминантная точечная мутация в гене тетраспанина HaTSPAN1, расположенная в выявленном методом QTL-seq участке хромосомы 10. Кроме того, QTL-seq выявил на хромосоме 26 участок, связанный с нерецессивной устойчивостью не более чем в 14% семей, полученных при возвратном скрещивании. В целом результаты свидетельствуют о том, что точечная мутация в HaTSPAN1 представляет собой основной генетический механизм нерецессивной устойчивости к Cry1Ac в полевых популяциях H. armigera в Северном Китае. Поскольку нерецессивная устойчивость преобладает, отслеживание частоты этой точечной мутации может упростить мониторинг устойчивости в данном регионе.