近日，安世恒教授团队在国际著名期刊《npj Biofilms and Microbiomes》上发表题为“The gut bacterium Stenotrophomonas maltophilia enhances insect resistance to RNA biopesticides and baculoviruses via secreted nucleases”（IF5 = 11.7）的研究论文。该研究从棉铃虫肠道中分离出嗜麦芽寡养单胞菌 Sma2，证实该共生菌可通过分泌胞外核酸酶，帮助害虫抵御 RNA 生物农药与杆状病毒，系统解析了共生菌介导害虫耐受核酸类生物制剂的分子机制，为解释田间药效波动、优化核酸类绿色农药应用提供关键理论支撑。

       RNA 生物农药与杆状病毒杀虫剂是农业绿色防控的重要方向，二者均依赖核酸发挥作用：RNA 农药通过 dsRNA 触发害虫 RNA 干扰通路，杆状病毒则依靠 DNA 基因组在虫体内复制致病。但在实际应用中，这类制剂常出现防效不稳定的问题。针对该关键科学问题，团队选取重大农业害虫棉铃虫开展研究，从中肠分离得到嗜麦芽寡养单胞菌 Sma2。体外实验证实，该菌株上清兼具 RNA 酶与 DNA 酶活性，高效降解 dsRNA、dsDNA。结合基因组与蛋白质组分析，鉴定出 Sma2 分泌 EN1、EN2、EN3 三种胞外核酸酶；其中 EN3 活性最强，可同时降解双链 RNA 和双链 DNA，是介导害虫抗性的核心效应蛋白。
       体内试验表明，Sma2 可在棉铃虫中肠稳定定殖并成为优势菌群，重塑肠道微生物群落，但不干扰幼虫正常生长。菌株定殖后显著提升肠液对外源核酸的降解能力。研究通过叶面喷施、虫体注射两套 dsRNA 体系验证：对照组 dsRNA 可高效沉默靶标基因，造成害虫死亡；而携带 Sma2 或摄入 EN3 蛋白的棉铃虫，基因沉默效果减弱、死亡率下降。即便直接向虫体注射 dsRNA，Sma2 仍可抑制 RNAi 通路关键基因表达，全局性削弱昆虫 RNA 干扰应答。抗病毒实验显示，Sma2 能够降解棉铃虫核型多角体病毒 HearNPV 核酸。生测数据表明，定殖 Sma2 的棉铃虫感染病毒后，体内病毒载量下降，幼虫存活率提升约 30%。研究阐明 Sma2 通过三重机制保护害虫：分泌核酸酶降解农药与病毒核酸；诱导围食膜增厚，强化肠道物理屏障；上调免疫基因，激活宿主系统性免疫防御。 

 

 

       团队进一步利用家蚕开展跨物种验证。Sma2 可在家蚕肠道稳定定殖，不影响家蚕生长及蛹茧品质，并能显著提升感染家蚕核型多角体病毒 BmNPV 后的存活率，证明该菌株的抗病毒保护效应具备跨物种潜力。

       该研究突破传统认知，发现 Sma2 可同时降解 dsRNA 与 dsDNA，实现对 RNA 农药和杆状病毒的双重拮抗。其作用并非单一酶解，而是核酸降解、肠道屏障重塑、宿主免疫激活三重机制协同作用。同时，这类产核酸酶的细菌广泛存在于土壤和植物表面，害虫取食即可获得，其在肠道的定殖丰度受农田环境影响，这也从微生物层面解释了核酸类农药田间药效波动的核心原因。此项研究为开发抗降解核酸递送系统、研发靶向干扰有害共生菌的防控策略奠定了基础，对推动核酸类绿色农药高效应用、提升农业害虫绿色防控水平具有重要指导意义。
澳门新葡京娱乐城官网 关若冰副教授和研究生徐赛博（现华东师范大学博士在读）为论文共同第一作者；河南农业大学安世恒教授、郑州大学药学院魏勇军副教授、中国科学院分子植物科学卓越创新中心李海超研究员为论文共同通讯作者；河南农业大学李祥副教授及研究生韩锐、付小雨也参与该论文的相关部分内容研究；中国科学院分子植物科学卓越创新中心苗雪霞研究员对该研究内容提供平台支持及重要学术指导。 
原文链接：
//www.nature.com/articles/s41522-026-01155-9