近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所中美生物防治實(shí)驗(yàn)室在《Journal of Hazardous Materials》（JCR 1區(qū)，IF=12.2）上在線(xiàn)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(duì)蠋蝽接觸高效氯氰菊酯后從擊倒至復(fù)蘇過(guò)程中的解毒方式及其生化與分子機(jī)制開(kāi)展相關(guān)研究。

 

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

 

　　昆蟲(chóng)接觸殺蟲(chóng)劑后死亡現(xiàn)象是正常的毒理學(xué)現(xiàn)象，但昆蟲(chóng)被殺蟲(chóng)劑擊倒后復(fù)蘇的現(xiàn)象鮮有報(bào)道。當(dāng)前研究通過(guò)觀察昆蟲(chóng)接觸六種殺蟲(chóng)劑后蟲(chóng)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(chóng)及鱗翅目玉米螟幼蟲(chóng)未復(fù)蘇，且耐藥性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蠋蝽。通過(guò)對(duì)整個(gè)過(guò)程的呼吸測(cè)定、三維運(yùn)動(dòng)軌跡分析，進(jìn)一步確定了蠋蝽對(duì)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(cè)了高效氯氰菊酯在蠋蝽整個(gè)復(fù)蘇過(guò)程中的體內(nèi)降解動(dòng)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(dá)模式，通過(guò)RNAi實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了這種反式作用的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。此外，通過(guò)復(fù)蘇過(guò)程的神經(jīng)遞質(zhì)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)了Ebony上調(diào)表達(dá)對(duì)清除過(guò)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(dá)到重新平衡狀態(tài)。

 

　　該研究從昆蟲(chóng)解毒機(jī)制新視角出發(fā)，驗(yàn)證了反式調(diào)控解毒基因在蠋蝽復(fù)蘇過(guò)程中的解毒代謝作用，揭示了蠋蝽通過(guò)增加Ebony的表達(dá)來(lái)去除過(guò)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(jī)制。該研究結(jié)果為昆蟲(chóng)對(duì)化學(xué)殺蟲(chóng)劑的毒理學(xué)機(jī)理提出新見(jiàn)解，為耐藥性機(jī)制研究提供新思路，為天敵昆蟲(chóng)與化學(xué)殺蟲(chóng)劑兼容使用奠定理論基礎(chǔ)。

 

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所為論文第一完成單位，21級(jí)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(jìn)及長(zhǎng)江大學(xué)董小林副教授參與了本次研究。該研究得到了美國(guó)農(nóng)業(yè)部項(xiàng)目（59-0212-9-001-F）資助。

 

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