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Bt棉的应用减少了化学药品的使用，从而减轻了环境污染，提高了安全性。然而，在世界各地的棉花产区，Bt棉杀虫性会表现出失败或不稳定情况。多种环境因素和栽培措施都对Bt棉杀虫蛋白表达量都有影响。生长调节剂对棉花产量和杀虫蛋白表达均有显著调节作用，也是一种较为方便高效栽培技术措施。但前人对逆境下生长调节剂是否可以调节Bt棉杀虫蛋白表达及其生理机制却较少关注。近期，扬州大学棉花生理与栽培技术研究陈德华和张祥教授课题组完成的题为“Mepiquat chloride increases the Cry1Ac protein content of Bt cotton under high temperature and drought stress by regulating carbon and amino acid metabolism” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2024年12期正式发表。该研究表明高温干旱逆境下，DPC可通过调节碳、氨基酸代谢增加丙氨酸、α-酮戊二酸含量，提高天冬氨酸、谷氨酸、丙酮酸和精氨酸合成能力，进而提高Bt棉杀虫蛋白含量。并且初步筛选获得了影响Bt棉杀虫蛋白合成的关键基因，这为后期进一步提高Bt棉杀虫蛋白含量提供了理论基础。该研究结果对Bt棉抗虫性安全应用也具有较高的指导价值。
该研究以杂交种泗抗3号（SK-3）为试验材料，分别设置了高温干旱处理，即白天（7：00—19：00）38℃，夜间（19：00—7：00）28℃；土壤含水量为最大持水量的50%。开始胁迫后立即用 20 mg L-1DPC和清水（Water）喷施植株。
研究发现DPC可显著提高高温干旱条件下Bt棉铃壳中杀虫蛋白含量，提高幅度达4.7%—11.9%。在碳代谢方面，DPC处理提高α-酮戊二酸含量和丙酮酸含量；在氨基酸代谢方面，谷氨酸合酶活性、谷氨酸草酰乙酸转氨酶活性、可溶性蛋白含量、游离氨基酸含量也明显提高。
转录组分析结果表明，DPC处理后上调基因7542条，下调基因10449条。GO和KEGG结果显示，差异基因主要涉及氨基酸代谢、碳代谢等生物过程。其中编码6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶、谷氨酸丙酮酸转氨酶、丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和ɑ-酮戊二酸脱氢酶、谷氨酸合酶、吡咯啉-5-羧酸脱氢酶、谷氨酸草酰乙酸转氨酶、N-乙酰谷氨酸合成酶、乙酰鸟氨酸脱乙酰酶基因表达显著上调。因此，在生产中可通过喷施缩节安（DPC）来缓解高温干旱对Bt棉抗虫性的影响。
扬州大学棉花生理与栽培技术研究团队陈德华和张祥教授为该文章的共同通讯作者，金典学士和刘雨婷博士为该文章共同第一作者。
该研究得到了国家自然科学基金（31901462），江苏省高等学校自然科学基金研究项目（2020220296），江苏省自然科学基金(BK20191439)，江苏省高校优势学科建设工程，江苏高校品牌专业建设工程(PPZY2015A060)的资助。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923004100Dian Jin, Yuting Liu, Zhenyu Liu, Yuyang Dai, Jianing Du, Run He, Tianfan Wu, Yuan Chen, Dehua Chen, Xiang Zhang. 2024. Mepiquat chloride increases the Cry1Ac protein content of Bt cotton under high temperature and drought stress by regulating carbon and amino acid metabolism. Journal of Integrative Agriculture, 23(12): 4032-4045.
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扬州大学棉花生理与栽培技术研究团队由陈德华教授领衔，主要从事棉花栽培及生理的研究，重点在转Bt基因抗虫棉Bt杀虫蛋白表达量调节及环境影响、Bt棉高产优质的群体质量及其关键栽培技术、高品质棉高产和品质保优技术及其生理基础等方面开展了较为系统的研究工作。陈德华教授先后先后主持（或参加）国家自然科学基金、国家重大转基因专项等国家和部省级项目30余项；发表学术论文200余篇；获国家发明专利4项、实用新型专利2项；参编《中国棉花栽培学》，主编《棉花化学控制新技术》、《移栽地膜棉栽培技术》、《棉花综合诊断与技术》等著作10多部。研究成果曾获国家科技进步二等奖，教育部高校科技进步一等奖，江苏省农业技术推广特等奖、农业部中华农业科技奖二等奖、江苏省科技进步二等奖、湖北省科技进步二等奖等10多项。| 图文由扬州大学棉花生理与栽培技术研究陈德华和张祥教授课题组提供
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