中国农业科学院植保所揭示蠋蝽对高效氯氰菊酯击倒后复苏的解毒新机制

　　近日，中国农业科学院植物保护研究所中美生物防治实验室在《Journal of Hazardous Materials》（JCR 1区，IF=12.2）上在线发表了题为“Detoxification and neurotransmitter clearance drive the recovery of  Arma chinensis  from β-cypermethrin-triggered knockdown”的研究论文，针对蠋蝽接触高效氯氰菊酯后从击倒至复苏过程中的解毒方式及其生化与分子机制开展相关研究。

 

　　蠋蝽是一种优势天敌昆虫，可控制鳞翅目和鞘翅目害虫，在农林害虫生物防治中发挥重要作用。然而以天敌昆虫为基础的生物防治往往受到化学农药的制约，杀虫剂在田间应用不可避免地对天敌昆虫种群产生负面影响，因此，开展天敌昆虫的耐药性研究，可提高其与化学农药的兼容性。

 

　　昆虫接触杀虫剂后死亡现象是正常的毒理学现象，但昆虫被杀虫剂击倒后复苏的现象鲜有报道。当前研究通过观察昆虫接触六种杀虫剂后虫体的反应，发现仅蠋蝽在高效氯氰菊酯处理组出现了击倒后复苏现象，而其猎物鞘翅目黄粉虫及鳞翅目玉米螟幼虫未复苏，且耐药性远远低于蠋蝽。通过对整个过程的呼吸测定、三维运动轨迹分析，进一步确定了蠋蝽对高效氯氰菊酯引发的击倒后复苏现象。利用LC-MS监测了高效氯氰菊酯在蠋蝽整个复苏过程中的体内降解动态，然后结合全程转录组数据，发现了MAPK与CREB转录因子调控的P450 和 α/β-hydrolases解毒基因的表达模式，通过RNAi实验进一步证实了这种反式作用的转录调控。此外，通过复苏过程的神经递质监测，发现了Ebony上调表达对清除过剩的多巴胺起到了重要作用，使神经递质在蠋蝽体内达到重新平衡状态。

 

　　该研究从昆虫解毒机制新视角出发，验证了反式调控解毒基因在蠋蝽复苏过程中的解毒代谢作用，揭示了蠋蝽通过增加Ebony的表达来去除过多的多巴胺，从而重新平衡兴奋性神经递质传递的解毒新机制。该研究结果为昆虫对化学杀虫剂的毒理学机理提出新见解，为耐药性机制研究提供新思路，为天敌昆虫与化学杀虫剂兼容使用奠定理论基础。

 

　　中国农业科学院植物保护研究所为论文第一完成单位，21级已毕业硕士生王震为论文第一作者，刘晨曦副研究员为论文通讯作者，硕士生贺文杰、付路遥、程红梅、林昌进及长江大学董小林副教授参与了本次研究。该研究得到了美国农业部项目（59-0212-9-001-F）资助。

 

　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135175