4月24日，《美國科學院院刊（PNAS）》在線發(fā)表中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所張友軍研究員團隊最新成果。該團隊發(fā)現(xiàn)MAPK信號通路通過轉錄因子CREB調控了細胞色素P450基因CYP6CM1過量表達，介導了煙粉虱對煙堿類殺蟲劑的抗藥性。
該研究揭示了害蟲抗藥性進化與調控新機制，為發(fā)展新的害蟲抗性治理技術、制定有效的抗性治理策略奠定了理論基礎。
據(jù)介紹，害蟲抗藥性是導致害蟲防治失敗、農(nóng)作物產(chǎn)量損失以及農(nóng)藥殘留的重要原因，P450過量表達是害蟲對大多數(shù)殺蟲劑產(chǎn)生抗性的主要機制，但對于昆蟲如何調控這些P450基因表達以形成抗藥性卻知之甚少。前期研究表明，昆蟲P450基因CYP6CM1過量表達是導致世界性重大農(nóng)業(yè)害蟲煙粉虱形成新煙堿類殺蟲劑抗性的重要原因。
張友軍研究團隊通過大量篩選煙粉虱調控P450表達的疑似轉錄因子，最終發(fā)現(xiàn)一個新的轉錄因子CREB具有增強P450基因CYP6CM1表達的作用。
進一步的調控機制研究發(fā)現(xiàn)，轉錄因子CREB又受到絲氨酸激酶信號通路MAPK的調控，該通路的ERK和p38信號通過磷酸化CREB蛋白的111位絲氨酸使其活化，進而激活了下游的靶基因—P450基因CYP6CM1并導致其過量表達，該解毒蛋白的過量表達增加了對殺蟲劑的代謝能力，并最終導致了煙粉虱對煙堿類殺蟲劑的抗藥性。
該研究得到國家自然科學基金重點國際合作項目、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目資助。
