近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所中美生物防治實驗室在《Journal of Hazardous Materials》（JCR 1區(qū)，IF=12.2）上在線發(fā)表了題為“Detoxification and neurotransmitter clearance drive the recovery of  Arma chinensis  from β-cypermethrin-triggered knockdown”的研究論文，針對蠋蝽接觸高效氯氰菊酯后從擊倒至復(fù)蘇過程中的解毒方式及其生化與分子機制開展相關(guān)研究。

 

　　蠋蝽是一種優(yōu)勢天敵昆蟲，可控制鱗翅目和鞘翅目害蟲，在農(nóng)林害蟲生物防治中發(fā)揮重要作用。然而以天敵昆蟲為基礎(chǔ)的生物防治往往受到化學農(nóng)藥的制約，殺蟲劑在田間應(yīng)用不可避免地對天敵昆蟲種群產(chǎn)生負面影響，因此，開展天敵昆蟲的耐藥性研究，可提高其與化學農(nóng)藥的兼容性。

 

　　昆蟲接觸殺蟲劑后死亡現(xiàn)象是正常的毒理學現(xiàn)象，但昆蟲被殺蟲劑擊倒后復(fù)蘇的現(xiàn)象鮮有報道。當前研究通過觀察昆蟲接觸六種殺蟲劑后蟲體的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)僅蠋蝽在高效氯氰菊酯處理組出現(xiàn)了擊倒后復(fù)蘇現(xiàn)象，而其獵物鞘翅目黃粉蟲及鱗翅目玉米螟幼蟲未復(fù)蘇，且耐藥性遠遠低于蠋蝽。通過對整個過程的呼吸測定、三維運動軌跡分析，進一步確定了蠋蝽對高效氯氰菊酯引發(fā)的擊倒后復(fù)蘇現(xiàn)象。利用LC-MS監(jiān)測了高效氯氰菊酯在蠋蝽整個復(fù)蘇過程中的體內(nèi)降解動態(tài)，然后結(jié)合全程轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了MAPK與CREB轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控的P450 和 α/β-hydrolases解毒基因的表達模式，通過RNAi實驗進一步證實了這種反式作用的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。此外，通過復(fù)蘇過程的神經(jīng)遞質(zhì)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)了Ebony上調(diào)表達對清除過剩的多巴胺起到了重要作用，使神經(jīng)遞質(zhì)在蠋蝽體內(nèi)達到重新平衡狀態(tài)。

 

　　該研究從昆蟲解毒機制新視角出發(fā)，驗證了反式調(diào)控解毒基因在蠋蝽復(fù)蘇過程中的解毒代謝作用，揭示了蠋蝽通過增加Ebony的表達來去除過多的多巴胺，從而重新平衡興奮性神經(jīng)遞質(zhì)傳遞的解毒新機制。該研究結(jié)果為昆蟲對化學殺蟲劑的毒理學機理提出新見解，為耐藥性機制研究提供新思路，為天敵昆蟲與化學殺蟲劑兼容使用奠定理論基礎(chǔ)。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所為論文第一完成單位，21級已畢業(yè)碩士生王震為論文第一作者，劉晨曦副研究員為論文通訊作者，碩士生賀文杰、付路遙、程紅梅、林昌進及長江大學董小林副教授參與了本次研究。該研究得到了美國農(nóng)業(yè)部項目（59-0212-9-001-F）資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135175