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我院青年教师左亚运在甜菜夜蛾抗药性机制研究方面取得新进展

作者:刘小凤   来源:   发布日期:2021-07-14  浏览次数:

杀虫剂抗性是农业生产的全球性制约因素,快速识别抗性基因对于更好地监测和管理抗性害虫至关重要。由于昆虫解毒酶基因的多样性,代谢抗性基因的鉴定一直是一项具有挑战性的工作。近日,我院新进青年教师左亚运在国际重要学术期刊《PLoS Genetics》上发表了题为“Genome mapping coupled with CRISPR gene editing reveals a P450 gene confers avermectin resistance in the beet armyworm”的最新研究成果。左亚运为论文第一作者,南京农业大学吴益东教授、杨奕桦教授为共同通讯作者,西北农林科技大学为第二单位。

甜菜夜蛾 Spodoptera exigua (Hübner)是一种世界性的重要农业害虫,甜菜夜蛾最近进化出了对阿维菌素类杀虫剂的抗药性,威胁着这类杀虫剂的可持续使用。为了便于甜菜夜蛾抗性的遗传定位,该研究首先使用Illumina和PacBio对甜菜夜蛾基因组进行了测序,获得了一个染色体水平的基因组(图 1)。接下来,该研究通过构建遗传作图群体,混合分组分析(bulked segregant analysis,BSA)快速锁定了抗性连锁区间,该区间位于甜菜夜蛾17号染色体15-16 Mbp的位置,分析该区间的基因发现,该区间有一个P450基因簇,通过基因编辑和体外表达,进一步验证了抗性基因CYP9A186底物结合区1的F116V突变导致了甜菜夜蛾对甲维盐和阿维菌素产了抗性。

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图1 (A)高质量、染色体水平的甜菜夜蛾基因组;(B)全基因组定位锁定抗性基因位于17号染色体CYP9A基因簇;(C)基因编辑验证抗性基因为CYP9A186

该研究通过基因组遗传定位、基因编辑、体外代谢等手段深入揭示了甜菜夜蛾对阿维菌素类杀虫剂产生抗性的分子机制。该项研究为快速鉴定害虫代谢抗性基因、明确其具体功能提供参考,研究结果有助于改进甜菜夜蛾的抗性治理策略,制定适当的抗性管理措施,以延缓甜菜夜蛾对阿维菌素类杀虫剂的抗性进化。

原文链接:https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1009680

编辑:刘小凤     终审:郭军