褐飞虱（Nilaparvata lugens）是危害水稻最严重的害虫，每年会造成数十亿吨的全球稻谷产量损失。褐飞虱专一性地取食水稻，并通过其刺吸式口针将多种唾液组分分泌至水稻细胞内，其中不少组分可破坏水稻的防御反应。一种非常有潜力的褐飞虱防控策略是基于对褐飞虱在分子水平上的毒力机制的理解，然后设计有针对性的方法来中和这种机制。
2025年10月9日，浙江大学张传溪教授团队，杜克大学Sheng Yang He院士（美国科学院）团队和云南大学姜艳娟研究员团队合作在《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》期刊发表题为“Augmenting rice ANNEXIN expression to counter planthopper NlANNEXIN-like5 as an antivirulence strategy against a major crop pest”的研究论文。该论文报道了增强水稻膜联蛋白表达可以对抗褐飞虱的NlANNEXIN-like5（NlANX5）毒力因子，可作为抗作物害虫的新型防控策略。
膜联蛋白（ANNEXINs）广泛存在于植物、动物和微生物中，以Ca2+依赖的方式结合到细胞膜上。而NlANX5作为在褐飞虱唾液腺中特异性高表达的水状唾液蛋白，在褐飞虱取食过程中被分泌到水稻组织中。抑制褐飞虱的NlANX5表达会使其取食行为受到严重影响，并显著降低其在水稻上的存活率。但是，在水稻中过表达NlANX5基因可完全恢复因NlANX5被干扰的褐飞虱的取食行为和存活率，表明NlANX5是个破坏水稻防御反应的效应子蛋白。
研究人员利用带有细胞质钙离子感受器的转基因水稻，发现NlANX5能抑制水稻因被褐飞虱取食导致的细胞质钙离子的快速增加，并抑制防御相关基因的表达。进一步机理解析发现，NlANX5靶向水稻自身的膜联蛋白OsANN2和OsANN8，致使它们从细胞膜上解离。研究发现OsANN2高表达和OsANN8高表达水稻均表现出对褐飞虱抗性显著增强的表型，说明OsANN2和OsANN8高表达通过中和褐飞虱效因子NlANX5的毒性从而缓解其对水稻防御造成的伤害，展现出它们在褐飞虱抗虫育种上的重要应用潜力。
浙江大学张传溪教授团队的博士研究生张小雅为该论文的第一作者，张传溪教授、Sheng Yang He院士和姜艳娟研究员为论文的共同通讯作者。云南大学的李绍琴博士和杜克大学的Comzit Opachaloempha博士参与了该项研究。本研究得到了“十四五”国家重点研发计划、云南省应用基础研究项目和“兴滇英才支持计划”创新团队、浙江大学国际交流基金以及美国霍华德·休斯医学研究所（HHMI）等项目和机构的资助。感谢云南大学植物分子生物学研究团队对本研究的支持。
本研究是继浙江大学、云南大学和杜克大学的三个团队联合在《Current Biology》（2024）和《PNAS》（2019）发表水稻-稻飞虱相互作用论文后的又一相关成果。
原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2505698122
