你是否想過(guò)，人類(lèi)胃里的強(qiáng)酸環(huán)境竟能成為防蟲(chóng)"護(hù)身符"？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巧妙利用消化系統(tǒng)差異來(lái)精準(zhǔn)治理害蟲(chóng)的絕妙方法……

恭喜你！你無(wú)意間發(fā)現(xiàn)了一個(gè)治理害蟲(chóng)但是不會(huì)誤傷人類(lèi)的好思路！

眾所周知，人類(lèi)的腸胃環(huán)境是酸性的。但有很多農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，包括鱗翅目、雙翅目、鞘翅目、半翅目下面的許多喜歡攻擊農(nóng)作物的昆蟲(chóng)，其消化道（中腸/midgut）是堿性的

通過(guò)利用人類(lèi)和農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)消化道酸堿性的不同，我們便能使用某些在堿性環(huán)境下有毒，但是在酸性條件下無(wú)毒的化學(xué)物質(zhì)，在治理農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的同時(shí)，避免對(duì)人類(lèi)的誤傷

而這類(lèi)化學(xué)物質(zhì)的代表，便是高中生物課本上就有出現(xiàn)的——蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis，俗稱(chēng)BT)和它們合成的對(duì)昆蟲(chóng)特攻晶體毒蛋白（crystal proteins）

參考文獻(xiàn)[1]

↑掃描電子顯微鏡下的蘇云金芽孢桿菌晶體毒蛋白和孢子

蘇云金芽孢桿菌是一種在自然界土壤里天然廣泛存在的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，是一種天然的昆蟲(chóng)病原菌

就像是人類(lèi)吃壞了東西會(huì)生病那樣，昆蟲(chóng)吃了不該吃的東西也會(huì)生病——比如不小心在吃葉子的時(shí)候把粘在葉子表面的蘇云金芽孢桿菌芽孢一起吃了下去

蘇云金芽孢桿菌能生產(chǎn)對(duì)昆蟲(chóng)有毒的晶體毒蛋白，在被昆蟲(chóng)吃下去后，晶體毒蛋白會(huì)在昆蟲(chóng)堿性的中腸里溶解，隨后被腸道蛋白酶切割成活性形式，接著破壞腸道上皮細(xì)胞膜形成孔洞，使得昆蟲(chóng)的腸壁受損；而蘇云金芽孢桿菌則通過(guò)孔洞進(jìn)入昆蟲(chóng)血淋巴開(kāi)始增殖，直到最終昆蟲(chóng)最后因?yàn)轲囸I和敗血癥（細(xì)菌增殖和毒素生成）而死亡

（蘇云金芽孢桿菌的分型/株型/strains很多，具體合成的晶體毒蛋白不同，有效的昆蟲(chóng)類(lèi)群也會(huì)因此不同；此外晶體毒蛋白分解后會(huì)跟昆蟲(chóng)腸道上的受體結(jié)合）

https://www.biorationalapproach.com/how-bt-works/

↑蘇云金芽孢桿菌工作原理示意圖

↑蘇云金芽孢桿菌工作原理示意圖

（順口一提，蘇云金芽孢桿菌生物殺蟲(chóng)劑其實(shí)很容易自制，找一只被BT殺死的鱗翅目幼蟲(chóng)，泡水里打個(gè)懸濁液就做好了，噴灑之后可以繼續(xù)回收被殺死的農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)二次制作使用，以戰(zhàn)養(yǎng)戰(zhàn)）

值得一提的是，蘇云金芽孢桿菌的晶體毒蛋白只能在堿性環(huán)境下溶解，而在酸性環(huán)境下會(huì)保持結(jié)晶狀態(tài)，難以溶解

也因此，蘇云金芽孢桿菌的晶體毒蛋白對(duì)于包括人類(lèi)在內(nèi)的哺乳動(dòng)物們是無(wú)毒的

這使得蘇云金芽孢桿菌成為了一種著名的對(duì)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)特攻、對(duì)人類(lèi)安全的生物殺蟲(chóng)劑，被廣泛用于于生物防治

甚至于，對(duì)此不滿(mǎn)足的人類(lèi)，還直接使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌合成晶體毒蛋白的基因編碼進(jìn)了農(nóng)作物細(xì)胞里，制作出了轉(zhuǎn)Bt基因的抗蟲(chóng)農(nóng)作物

——高中課本里提到轉(zhuǎn)基因作物時(shí)，主要用的就是轉(zhuǎn)Bt基因農(nóng)作物的例子。而轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物里，最經(jīng)典的例子就包括了轉(zhuǎn)接了Bt基因的轉(zhuǎn)基因棉花和轉(zhuǎn)基因玉米

https://entomologytoday.org/2018/10/23/problems-driving-resistance-bt-crops-proposed-solutions-bollworm-corn-earworm/bt-and-non-bt-cotton/

↑美洲棉鈴蟲(chóng)（Helicoverpa zea）侵?jǐn)_時(shí)，轉(zhuǎn)Bt基因棉花（左）和普通棉花（右）的對(duì)比

https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/use-and-impact-of-bt-maize-46975413/

↑歐洲玉米螟 (Ostrinia nubilalis)侵?jǐn)_時(shí)，普通玉米（b左）和轉(zhuǎn)Bt基因玉米（b右）的對(duì)比

https://www.moa.gov.cn/ztzl/zjyqwgz/kpxc/201305/t20130507_3452901.htm

↑中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部對(duì)于轉(zhuǎn)Bt基因玉米的官方背書(shū)

正如我們上面所展示的這樣，很多時(shí)候，對(duì)于生物知識(shí)的利用，就是像這樣從細(xì)小處著手，將不同生物的異同給利用起來(lái)

時(shí)間有限，這篇回答就先寫(xiě)到這啦~

參考文獻(xiàn)：

1.Morphological Study of Bacillus thuringiensis Crystals and Spores H Loutfi, N Fayad, F Pellen, B Le Jeune, M Chakroun, D Benfarhat, R Lteif, M Kallassy… Applied Sciences, 2020

2.Bacillus thuringiensis: a story of a successful bioinsecticide A Bravo, S Likitvivatanavong, SS Gill, M Soberón Insect biochemistry and molecular biology, 2011