只聽說過胃酸，為什么沒有胃堿？

你是否想過，人類胃里的強(qiáng)酸環(huán)境竟能成為防蟲"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)差異來精準(zhǔn)治理害蟲的絕妙方法……

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

眾所周知，人類的腸胃環(huán)境是酸性的。但有很多農(nóng)業(yè)害蟲，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，其消化道（中腸/midgut）是堿性的

通過利用人類和農(nóng)業(yè)害蟲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毒的化學(xué)物質(zhì)，在治理農(nóng)業(yè)害蟲的同時(shí)，避免對(duì)人類的誤傷

而這類化學(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BT)和它們合成的對(duì)昆蟲特攻晶體毒蛋白（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性細(xì)菌，是一種天然的昆蟲病原菌

就像是人類吃壞了東西會(huì)生病那樣，昆蟲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)昆蟲有毒的晶體毒蛋白，在被昆蟲吃下去后，晶體毒蛋白會(huì)在昆蟲堿性的中腸里溶解，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，使得昆蟲的腸壁受損；而蘇云金芽孢桿菌則通過孔洞進(jìn)入昆蟲血淋巴開始增殖，直到最終昆蟲最后因?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，有效的昆蟲類群也會(huì)因此不同；此外晶體毒蛋白分解后會(huì)跟昆蟲腸道上的受體結(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劑其實(shí)很容易自制，找一只被BT殺死的鱗翅目幼蟲，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)于包括人類在內(nèi)的哺乳動(dòng)物們是無毒的

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

甚至于，對(duì)此不滿足的人類，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（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

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

時(shí)間有限，這篇回答就先寫到這啦~

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