Cry毒素是苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)生活史后期代谢产生的伴胞晶体蛋白，能够对多种常见农林害虫如玉米螟、棉铃虫、小菜蛾、松毛虫以及卫生媒介蚊虫如白蚊伊蚊、埃及伊蚊等具有特异性毒杀作用，其现以生物农药制剂或转基因抗虫作物形式广泛用于相应害虫防治。但随着Cry毒素及其衍生产品长期广泛使用，其也不可避免地诱发了诸如小菜蛾、棉铃虫、草地贪夜蛾、玉米螟等多种靶标害虫的抗药性，而且部分Cry毒素类型还对家蚕、瓢虫、寄生蜂、小龙虾幼虾、秀丽隐杆线虫等特定非靶标生物存在明显的交互毒副作用风险。因此，对Cry毒素残留的动态监测成了转基因作物及其产品乃至农业产地环境安全风险评估的重要工作。

质量安全所全程控团队针对Cry毒素多亚型基因进化保守、功能结构高度相似的特点，前期借助生物信息学分析各毒素亚型序列和结构特征的基础上，设计采用毒素逐级复合免疫策略，制备获得可同时识别Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1Ah、Cry1Ba、Cry1Ca、Cry1Fa、Cry2Ab和Cry3Aa等8种Cry毒素亚型的单克隆抗体(1A10-mAb)和多克隆抗体(941-pAbs)，在国内外首次突破单一抗体类型即可广谱识别横跨Cry1、Cry2和Cry3类毒素(Jing et al, Anal Biochem, 2024, https://doi.org/10.1016/j.ab.2024.115584 )。然而基于这两个抗体材料所构建的传统酶联免疫分析(ELISA)和胶体金侧流免疫层析(AuNPs-LFIA)仍然难以实现对这些毒素的高灵敏检测。基于此，团队探索引入新型聚集体诱导发射荧光微球(AIE)标记策略，进一步实现抗体示踪信号放大，极大地提升了检测方法的灵敏度和稳定性，构建的AIE-LFIA试纸对这8种Cry毒素亚型的肉眼可视灵敏度达到了3.91~31.25 ng/mL（图1），较这些毒素蛋白在转基因作物中的普遍表达量(>μg/g)灵敏了近1000倍；与此同时，团队借助新兴的蛋白质AI结构建模和热点互作预测分析，初步探明了关键抗体材料1A10-mAb对这8种Cry毒素广谱识别的特性和热点氨基酸分布规律（图2），为后期进一步功能改造指明了方向。相关研究成果近期以“Construction of AIE-labeled fluorescence immunoassay platforms with broad-spectrum and high-sensitivity for detecting Bacillus thuringiensis Cry toxins in agricultural and food samples”为题发表在业内知名期刊Microchemical Journal [2026: 119158]（中科院2区top, IF 5.2）。

图1

图2

此外，针对近年兴起的Cry1Ah毒素亚型在转基因抗虫作物改造应用过程中国内外尚无与之配套的高特异性免疫检测产品问题，团队设计采用毒素梯度免疫协同负筛选策略，制备获得针对Cry1Ah毒素亚型高特异性和高灵敏度的单克隆抗体（H10-mAb）,并成功研发出了肉眼可视灵敏度达到7.80 ng/mL高灵敏级别的金标试纸(AuNPs-LFIA)（图3），且证实能用于转基因作物实际样品中相应毒素的快速检测；相关研究成果以“Establishment of multiple highly sensitive immunoassay platforms for detecting Bacillus thuringiensis Cry1Ah insecticidal protein in agricultural and food samples”为题发表在业内知名期刊International Journal of Biological Macromolecules [2026,39(Part 1):149895] (中科院2区top, IF 8.7)。目前，全程控团队围绕Bt毒素免疫快速检测所研发的系列成熟的试剂盒/试纸条产品已在中国农业科学院、安徽农业大学、浙江省农业科学院等同行单位示范应用，在业内产生了积极影响。

图3

我院与江苏大学食品与生物工程学院联合培养的2026届毕业硕士研究生沈建兴同学为上述2篇论文的第一作者，该同学在读期间获得农科院二等奖学金、三等奖学金各1次，获得江苏大学一等奖学金2次并获评为2026年优秀毕业生；课题指导老师为徐重新副研究员，团队首席刘贤金研究员和团队负责人刘媛研究员也给予了巨大支撑和指导。