近日，粮食作物害虫监测与控制创新团队小麦害虫课题组在International Journal of Biological Macromolecules（IF=8.5）发表了题为“Induced Bowman-Birk trypsin inhibitor TaBBTI-1 in wheat during poor-host interactions with aphids confers broad-spectrum resistance to insect herbivores”的研究论文。该研究基于桃蚜与小麦的非寄主互作关系，发现虫害特异诱导的茉莉酸信号途径下游基因Bowman-Birk型胰蛋白酶抑制剂（TaBBTI-1）可增强植物对害虫的广谱抗性，为揭示小麦抗蚜分子基础、研发害虫新型防控策略提供新思路。
麦蚜是我国小麦生产中的重要害虫，年均发生面积达2亿亩次，为害严重时可导致小麦减产30%，已列入农业农村部一类农作物病虫害名录，生产上迫切需要绿色防控技术应用于麦蚜的防控。非寄主抗性是植物对有害生物最普遍且持久的防御策略，已开发成为抗病育种的重要手段，然而应对虫害的植物非寄主抗性研究较为薄弱。
研究团队通过蚜虫刺吸电位图谱发现桃蚜口针可穿刺其非寄主植物小麦的表皮并到达韧皮部取食，同时引起胼胝质与H2O2积累，证实二者在分子水平上存在非寄主互作；与麦长管蚜预侵染的小麦相比，麦蚜在取食经桃蚜预侵染的小麦后其产蚜量显著降低，表明在非寄主互作过程中桃蚜诱导了更强的小麦抗性。比较转录组发现桃蚜取食可激活小麦强烈免疫应答，差异表达基因显著富集于茉莉酸合成相关通路，其中TaBBTI-1基因可被桃蚜侵染与茉莉酸外源喷施特异诱导高表达。为进一步阐明TaBBTI-1的抗虫功能，在人工饲料中添加纯化的TaBBTI-1蛋白，取食后可显著抑制麦长管蚜和桃蚜的产蚜量。麦长管蚜取食过表达TaBBTI-1小麦叶片后其繁殖力显著下降，同时发现取食过表达TaBBTI-1的烟草后可显著抑制两种典型广食性害虫桃蚜（刺吸式害虫）及棉铃虫（咀嚼式害虫）的繁殖力和取食量，证实TaBBTI-1具有广谱抗虫活性。研究结果为小麦广谱抗虫育种提供新的基因资源，进一步丰富了蚜虫-植物互作分子机理。
中国农业科学院与比利时列日大学联合培养博士研究生刘晓蓓为第一作者，中国农业科学院植物保护研究所张勇研究员为通讯作者，陈巨莲研究员与列日大学Frédéric Francis教授对论文做出重要指导。该研究得到了北京市自然科学基金面上项目（6242026）、中国农业科学院青年创新专项（Y2025QC02）等项目资助。
