基于转录组测序解析草地贪夜蛾对溴氰虫酰胺的解毒代谢分子机制

杨媛雪; 王爱玉; 张芸; 张开军; 薛超; 刘怀; 赵鸣; 张建华; 《植物保护学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：为阐明草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对溴氰虫酰胺的解毒代谢分子机制，通过LC₅₀的溴氰虫酰胺诱导草地贪夜蛾3龄幼虫后，利用酶活测定和转录组测序鉴定解毒代谢相关基因，并采用实时荧光定量PCR技术对细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase,P450）基因进行验证分析。结果表明，经LC₅₀的溴氰虫酰胺处理后，草地贪夜蛾3龄幼虫体内3种解毒代谢酶活性较对照均有所升高，但仅P450活性较对照显著升高，而谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶与对照无显著差异。经LC₅₀的溴氰虫酰胺处理后草地贪夜蛾3龄幼虫转录组中共筛选到1 408个差异表达基因，其中上调表达的基因有935个，下调表达的基因有473个。药物代谢-细胞色素P450通路、药物代谢-其他酶通路及细胞色素P450对异生物质的代谢通路中有超过20个基因存在差异表达。在草地贪夜蛾转录组中筛选鉴定到121个P450基因，其中，属于CYP2、CYP3、CYP4以及Mito家簇的基因分别有9、45、58和9个，而经LC₅₀的溴氰虫酰胺诱导后有8个P450基因上调表达，实时荧光定量PCR验证结果显示其中有6个P450基因CYP321A8、CYP6B2、CYP6B7、CYP6B5、CYP4C1及CYP4D1表达量显著上调，这些都属于与害虫抗药性相关的CYP3和CYP4家簇基因。表明P450基因CYP321A8、CYP6B2、CYP6B7、CYP6B5、CYP4C1及CYP4D1可能在草地贪夜蛾对溴氰虫酰胺的解毒代谢中发挥着重要作用。

关键词： 草地贪夜蛾 溴氰虫酰胺 转录组 解毒代谢 细胞色素P450单加氧酶