甘蔗是全球重要的农作物之一，是食糖的主要原料，甘蔗的高产、稳产是保障食糖供给安全的基础。植物内生菌作为一种新型的微生物资源，已经成为近几年农林业领域的研究热点，同时也是植物病虫害绿色防控的资源库。近日，滚球国家甘蔗工程技术研究中心王锦达团队在国际生物大分子杂志（International Journal of Biological Macromolecules）上发表了题为Biocontrol efficiency and characterization of insecticidal protein from sugarcane endophytic Serratia marcescens (SM) against oriental armyworm Mythimna separata (Walker) （甘蔗内生菌粘质沙雷氏菌对东方粘虫的生物防控及其杀虫蛋白鉴定）的研究论文。该论文从甘蔗中分离筛选出一株对不同甘蔗鳞翅目害虫具有杀虫作用的生防菌粘质沙雷氏菌，并以东方粘虫为模式昆虫对其杀虫效果及杀虫机理展开研究，为甘蔗害虫生物防治提供新方案。
该研究从甘蔗根茎叶中分离纯化内生菌，筛选到一株对甘蔗主要鳞翅目害虫（东方粘虫、二点螟和草地贪夜蛾）具有喂食毒性的粘质沙雷氏菌SM。利用东方粘虫作为主要研究对象，首先基于年龄种群两性生命周期表，揭示粘质沙雷氏菌对粘虫的生长、发育以及繁殖均存在显著负面影响。进一步研究发现该菌株主要杀虫活性物质为蛋白质，结合蛋白质组学测序、生物信息预测及原核 蛋白表达等技术发现该菌表达的沙雷氏蛋白酶Serralysin是主要的杀虫蛋白。通过肠道组织石蜡切片发现粘质沙雷氏菌以及Serralysin主要损害幼虫肠道组织，导致肠道细胞破裂变形；最后通过毒力蛋白同源比对、宿主转录组测序和分子对接等技术，预测到Serralysin潜在的受体蛋白可能是中肠氨肽酶（Aminopeptidase N）。
图. 潜在的Serralysin受体蛋白的相对表达水平及与Serralysin的对接模式
我院2021级农艺与种业专业硕士生林东江为本文的第一作者，国家甘蔗工程技术研究中心王锦达副研究员为通讯作者。在读硕士生周江雄、博士生Ahmad Ali、国家甘蔗工程技术研究中心傅华英实验师、南京农业大学植物保护学院金琳副教授、湖南农业科学院生物技术研究所方勇副研究员等参与了本研究，高三基研究员参与指导。该研究得到国家重点研发计划项目、广西科技重大专项资金、滚球校杰出青年基金、滚球国家甘蔗工程研究中心开放基金等项目资助。
近年来，国家甘蔗工程技术研究中心病虫害绿色防控研究室王锦达团队以甘蔗重要害虫为研究对象，开展甘蔗抗虫机制、害虫防控新方法等方面研究，自2015年入职以来主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、福建省自然科学基金、滚球校杰青等12项课题，以第一完成人制定农业农村部行业标准1项，参与制定国家标准3项。相关研究成果在Ecotoxicology and Environmental Safety（生态毒理学与环境安全）、Pest Management Science（有害生物综合治理）、Pesticide Biochemistry and Physiology（农药生物化学和生理学）等期刊发表学术论文34篇，其中SCI收录24篇，中科院一区期刊10篇。2021级农艺与种业专业硕士生林东江硕士期间共发表学术论文5篇，其中SCI收录4篇，荣获2023年研究生国家奖学金、学业一等奖学金等。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.129978
