王成树博士最新《自然》子刊：以毒助毒

　　来自中科院植物生理生态研究所（Institute of Plant Physiology and Ecology）与美国马里兰大学昆虫学系的研究人员发现了一种能促进杀虫剂毒力的神经毒素，为这种杀虫剂的应用，以及研究真菌杀虫剂作用机理，真菌-昆虫相互作用的分子机制提供了重要资料。这一研究结果公布在《Nature Biotechnology》杂志上。

　　

生物通报道：来自中科院植物生理生态研究所（Institute of Plant Physiology and Ecology）与美国马里兰大学昆虫学系的研究人员发现了一种能促进杀虫剂毒力的神经毒素，为这种杀虫剂的应用，以及研究真菌杀虫剂作用机理，真菌-昆虫相互作用的分子机制提供了重要资料。这一研究结果公布在《Nature Biotechnology》杂志上。

文章的作者分别为马里兰大学的Raymond J St Leger教授，以及植生生态研究所的“****”课题组长王成树博士，王成树博士的研究领域主要包括昆虫病原真菌致病基因功能研究、真菌-昆虫相互作用的分子机制、丝状真菌菌种退化、衰老的分子机理和虫草菌发育生物学及活性成份代谢途径。

杀虫剂是一类主要用于防治农业害虫的农药，部分也可用于卫生防疫以及畜牧业和工业原料、产品等的害虫防治。使用历史长、用量大、品种多、防治效果显著。

金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae)是一种重要的昆虫寄生真菌，属于半知菌亚门绿僵菌属。它对寄主侵染过程包括粘附、孢子萌发、穿透虫体、体内发育和致死。这一过程是附着胞、表皮降解酶和破坏菌素等物质的生理生化作用的综合结果。由于其寄主范围广，致病力强，对人、畜、农作物无毒，无残毒、菌剂易生产，持效期长等优点，因此具有广阔的应用前景。

然而由于这种真菌的毒性较低，影响了其在防治病虫害方面的应用。在这篇文章中，研究人员发现了一种来自黄肥尾蝎（Androctonus australis）的昆虫特异性神经毒素（neurotoxin）能促进这种真菌杀虫剂的毒性，并解析了这种作用的原理。

他们发现这种特异性神经毒素的高水平表达能增强真菌对烟草天蛾（tobacco hornworm (Manduca sexta) ）毛虫22倍的毒性，以及针对黄热病蚊（adult yellow fever mosquitoes (Aedes aegypti)）的9倍毒性，并且也不会损害宿主的特异性。

这些研究结果为理解真菌杀虫剂作用机理，以及真菌-昆虫相互作用的分子机制提供了重要资料。
（生物通：张迪）

原文摘要：
Nature Biotechnology
Published online: 11 November 2007 | doi:10.1038/nbt1357
A scorpion neurotoxin increases the potency of a fungal insecticide
『Abstract』

附：
王成树
所系名称 植生生态研究所
研究方向 昆虫分子病理学；真菌分子生物学

研究工作
1. 昆虫病原真菌致病基因功能研究：主要以金龟子绿僵菌和球孢子白僵菌为对象，克隆、鉴定并分析虫生真菌在昆虫体表入侵及体内定殖阶段涉及附着胞形成、体壁穿透及抵抗昆虫宿主免疫相关的基因种类及功能；
2. 真菌-昆虫相互作用的分子机制：以激光微切割、高通量测序及基因芯片等技术研究虫生真菌与模式昆虫（家蚕或果蝇）相互作用时病原-宿主的基因表达特征，探索潜在的基因-基因作用模式；
3. 丝状真菌菌种退化、衰老的分子机理：结合以模式丝状真菌构巢曲霉为对象，从转录组、蛋白组及基因功能研究等水平分析虫生真菌角变化、产孢或虫草子实体产生能力下降或丧失的分子机理；
4. 虫草菌发育生物学及活性成份代谢途径：主要以蛹虫草为对象研究子实体发育的分子调控机理、虫草素等活性成份代谢合成途径等。

获奖情况
1998年度国家留学基金委资助。
2005年度安徽省科技一等奖。

个人简介
1989.9–1993.7 安徽农业大学植保系, 学士.
1993.9–1996.7 安徽农业大学林学系, 硕士.
1998.9–2001.7 中国农业大学微生物系, 博士.
1999.8–2000.9 英国University of Wales Swansea访问学者.
2001.7-2003.12 英国University of Wales Swansea 博士后研究.
2004.1-2006.7 美国University of Maryland 博士后研究.
2006.9- 应聘为中国科学院植物生理生态研究所“****”课题组长，研究员


近期论文
1. Wang Chengshu and Raymond J. St Leger. 2007. A scorpion neurotoxin increases the potency of a fungal insecticide. Nature Biotechnoloy, 10.1038/nbt1357.
2. Wang Chengshu and Raymond J. St Leger. 2007. The Metarhizium anisopliae perilipin homolog MPL1 regulates lipid metabolism, appressorial turgor pressure and virulence. The Journal of Biological Chemistry, 282(29): 21110-21115.
3. Wang Chengshu and Raymond J. St Leger. 2007. The MAD1 adhesin of Metarhizium anisopliae links adhesion with blastospore production and virulence to insects, and the MAD2 adhesin enables attachment to plants. Eukaryotic Cell 6(5): 808-816.
4. Gottar M, Gobert V, Matskevich AA, Reichhart JM, Wang C, Butt TM, Belvin M, Hoffmann JA, Ferrandon D. 2006. Dual Detection of Fungal Infections in Drosophila via Recognition of Glucans and Sensing of Virulence Factors. Cell 127(7):1425-1437.
5. Wang Chengshu and Raymond J. St. Leger. 2006. A collagenous protective coat enables Metarhizium anisopliae to evade insect immune responses. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 103(17): 6647-6652.
6. Butt, T. M., Chengshu Wang, Farooq A. Shah and Richard Hall. 2006. Degeneration of entomogenous fungi. In: An Ecological and Societal Approach to Biological Control, edited by Jörgen Eilenberg and Heikki Hokkanen. Springer, the Netherlands. pp. 213-226.
7. Wang Chengshu, Milton A. Typas and Tariq M. Butt. 2005. Phylogenetic and exon-intron structure analysis of fungal subtilisins: support for a mixed model of intron evolution. Journal of Molecular Evolution 60 (2): 238-246.
8. Wang Chengshu, Gang Hu and Raymond J. St. Leger. 2005. Differential gene expression by Metarhizium anisopliae growing in root exudate and host (Manduca sexta) cuticle or hemolymph reveals mechanisms of physiological adaptation. Fungal Genetics and Biology, 42:704-718.
9. Wang Chengshu and Raymond J. St. Leger. 2005. Developmental and transcriptional responses to host and non host cuticles by the specific locust pathogen Metarhizium anisopliae var. acridum. Eukaryotic cell, 4(5): 937-947.
10. Wang Chengshu, Tariq M. Butt, Raymond J. St. Leger. 2005. Colony sectorization of Metarhizium anisopliae is a sign of ageing. Microbiology (UK), 151(10): 3223-3236.
11. Shah, F. A., Chengshu Wang and Tariq M. Butt. 2005. Nutrition influences growth and virulence of the insect-pathogenic fungus Metarhizium anisopliae. FEMS Microbiology Letters, 251(2):259-266.
12. Wang Chengshu, Meizhen Fan, Zengzhi Li and Tariq M. Butt. 2004. Molecular monitoring and evaluation of the application of the insect-pathogenic fungus Beauveria bassiana in southeast China. Journal of Applied Microbiology, 96(4): 861-870.
13. Wang Chengshu, Anke Skrobek and Tariq M. Butt. 2004. Investigation on the destruxin production of the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae. Journal of Invertebrate Pathology, 85(3): 168-174.
14. Dudley E, Wang C, Skrobek A, Newton RP, Butt TM. 2004. Mass spectrometric studies on the intrinsic stability of destruxin E from Metarhizium anisopliae. Rapid Communications in Mass Spectrometry 18(21):2577-2586.
15. Wang Chengshu, Farooq A. Shah, Nita Petal, Zengzhi Li and Tariq M. Butt. 2003. Molecular investigation on genetic relatedness and population structure of the entomopathogenic fungus, Beauveria bassiana. Environmental Microbiology, 5(10): 908-915.
16. Wang Chengshu, Zengzhi Li, Milton A. Typas and Tariq M. Butt. 2003. Nuclear large subunit rDNA group I intron distribution in a population of Beauveria bassiana strains: phylogenetic implications. Mycological Research, 107(10): 1189-1200.
17. Wang Chengshu, Anke Skrobek and Tariq M. Butt. 2003. Concurrence of losing a chromosome and the ability to produce destruxins in a mutant of Metarhizium anisopliae. FEMS Microbiology Letters, 226(2), 373-378.
18. Wang Chengshu, Milton A. Typas, Tariq M. Butt. 2002. Detection and characterisation of pr1 gene deficiencies in the insect pathogenic fungus Metarhizium anisopliae. FEMS Microbiology Letters, 213(2): 251-255.
19. Wang Chengshu, Zengzhi Li, and Tariq M. Butt. 2002. Molecular studies of co-formulated strains of the entomopathogenic fungus, Beauveria bassiana. Journal of Invertebrate Pathology, 80(1): 29-34.
20. 王成树、黄勃、王四宝、樊美珍、李增智。2002。球孢白僵菌培养特征多样性与寄主及地理来源的相关性分析。生物多样性，10(2): 196-201
21. 王成树、王四宝、李增智、Butt, T. M. 2001。球孢白僵菌种群野生菌株异核现象的分子验证。菌物系统，20(4): 475-481。
22. 王成树、李增智。2001。虫生真菌分子生物学研究进展。微生物学通报，28(3): 88–92。
23. 王成树、高松、李增智、李季伦。2000。球孢白僵菌营养亲和型多样性与生态背景的关系。菌物系统，19(2): 230-235。
24. 王成树、丁德贵、王四宝、李增智。2000。球孢白僵菌混菌培养的遗传学分析。微生物学报，40(5): 545-550。
 

杀虫剂
主要用于防治农业害虫的一类农药，部分也可用于卫生防疫以及畜牧业和工业原料、产品等的害虫防治。使用历史长、用量大、品种多、防治效果显著。

杀虫剂按作用方式可分类为：
①胃毒剂。经虫口进入其消化系统起毒杀作用，如敌百虫等。
②触杀剂。与表皮或附器接触后渗入虫体，或腐蚀虫体蜡质层，或堵塞气门而杀死害虫，如拟除虫菊酯、矿油乳剂等。
③熏蒸剂。利用有毒的气体、液体或固体的挥发而发生蒸气毒杀害虫或病菌，如溴甲烷等。
④内吸杀虫剂。被植物种子、根、茎、叶吸收并输导至全株，在一定时期内，以原体或其活化代谢物随害虫取食植物组织或吸吮植物汁液而进入虫体，起毒杀作用，如乐果等。

按毒理作用可分为：
①神经毒剂。作用于害虫的神经系统，如滴滴涕、对硫磷、呋喃丹、除虫菊酯等。
②呼吸毒剂。抑制害虫的呼吸酶，如氰氢酸等。
③物理性毒剂。如矿物油剂可堵塞害虫气门，惰性粉可磨破害虫表皮，使害虫致死。④特异性杀虫剂。引起害虫生理上的反常反应，如使害虫离作物远去的驱避剂，以性诱或饵诱诱集害虫的诱致剂，使害虫味觉受抑制不再取食以致饥饿而死的拒食剂，作用于成虫生殖机能使雌雄之一不育或两性皆不育的不育剂，影响害虫生长、变态、生殖的昆虫生长调节剂等。

按来源可分为：
①无机和矿物杀虫剂。如砷酸铅、砷酸钙、氟硅酸钠和矿油乳剂等。这类杀虫剂一般药效较低，对作物易引起药害，而砷剂对人毒性大。因此自有机合成杀虫剂大量使用以后大部分已被淘汰。
②植物性杀虫剂。全世界约有1000多种植物对昆虫具有或多或少的毒力。广泛应用的有除虫菊、鱼藤和烟草等。此外有些植物里还含有类似保幼激素、早熟素、蜕皮激素活性物质。如从喜树的根皮、树皮或果实中分离的喜树碱对马尾松毛虫有很强的不育作用。
③有机合成杀虫剂。如有机氯类的滴滴涕、六六六、硫丹、毒杀芬等，滴滴涕、六六六曾是产量大、应用广的两个农药品种，但因易在生物体中蓄积，从20世纪70年代初开始在许多国家禁用或限用；有机磷类的对硫磷、敌百虫、乐果等约400个品种以上，产量居杀虫剂的第一位；氨基甲酸酯类的西维因、呋喃丹等；拟除虫菊酯类的氰戊菊酯、溴氰菊酯等；有机氮类的杀虫脒、杀虫双等。
④昆虫激素类杀虫剂。如多种保幼激素、性外激素类似物等（见昆虫激素类农药）。

少数传统药剂，如矿油乳剂等的作用机理主要在体表起物理杀虫作用，而绝大多数有机合成杀虫剂都进入害虫体内，在一定部位干扰或破坏正常生理、生化反应。进入害虫体内的途径，有的是随取食通过口器进入消化道、渗入血液中，有的是通过表皮，也有的是通过气孔和气管，进入体内的药剂与害虫体内的各种酶系发生生化反应，一些反应使药剂降解失去毒力 ，但也有些药剂被活化使毒力增强 ，未被降解（或活化后的化合物）的药剂因作用机理不同而在一定部位发挥毒杀作用，如作用于神经系统或作用于细胞内呼吸代谢过程。