近日，中國農業科學院植物保護研究所中美生物防治實驗室在《Journal of Hazardous Materials》（JCR 1區，IF=12.2）上在線發表了題為“Detoxification and neurotransmitter clearance drive the recovery of Arma chinensis from β-cypermethrin-triggered knockdown”的研究論文，針對蠋蝽接觸高效氯氰菊酯后從擊倒至復蘇過程中的解毒方式及其生化與分子機制開展相關研究。
蠋蝽是一種優勢天敵昆蟲，可控制鱗翅目和鞘翅目害蟲，在農林害蟲生物防治中發揮重要作用。然而以天敵昆蟲為基礎的生物防治往往受到化學農藥的制約，殺蟲劑在田間應用不可避免地對天敵昆蟲種群產生負面影響，因此，開展天敵昆蟲的耐藥性研究，可提高其與化學農藥的兼容性。
昆蟲接觸殺蟲劑后死亡現象是正常的毒理學現象，但昆蟲被殺蟲劑擊倒后復蘇的現象鮮有報道。當前研究通過觀察昆蟲接觸六種殺蟲劑后蟲體的反應，發現僅蠋蝽在高效氯氰菊酯處理組出現了擊倒后復蘇現象，而其獵物鞘翅目黃粉蟲及鱗翅目玉米螟幼蟲未復蘇，且耐藥性遠遠低于蠋蝽。通過對整個過程的呼吸測定、三維運動軌跡分析，進一步確定了蠋蝽對高效氯氰菊酯引發的擊倒后復蘇現象。利用LC-MS監測了高效氯氰菊酯在蠋蝽整個復蘇過程中的體內降解動態，然后結合全程轉錄組數據，發現了MAPK與CREB轉錄因子調控的P450 和 α/β-hydrolases解毒基因的表達模式，通過RNAi實驗進一步證實了這種反式作用的轉錄調控。此外，通過復蘇過程的神經遞質監測，發現了Ebony上調表達對清除過剩的多巴胺起到了重要作用，使神經遞質在蠋蝽體內達到重新平衡狀態。
該研究從昆蟲解毒機制新視角出發，驗證了反式調控解毒基因在蠋蝽復蘇過程中的解毒代謝作用，揭示了蠋蝽通過增加Ebony的表達來去除過多的多巴胺，從而重新平衡興奮性神經遞質傳遞的解毒新機制。該研究結果為昆蟲對化學殺蟲劑的毒理學機理提出新見解，為耐藥性機制研究提供新思路，為天敵昆蟲與化學殺蟲劑兼容使用奠定理論基礎。
中國農業科學院植物保護研究所為論文第一完成單位，21級已畢業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、林昌進及長江大學董小林副教授參與了本次研究。該研究得到了美國農業部項目（59-0212-9-001-F）資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135175
日期：2024-07-24
蠋蝽是一種優勢天敵昆蟲，可控制鱗翅目和鞘翅目害蟲，在農林害蟲生物防治中發揮重要作用。然而以天敵昆蟲為基礎的生物防治往往受到化學農藥的制約，殺蟲劑在田間應用不可避免地對天敵昆蟲種群產生負面影響，因此，開展天敵昆蟲的耐藥性研究，可提高其與化學農藥的兼容性。
昆蟲接觸殺蟲劑后死亡現象是正常的毒理學現象，但昆蟲被殺蟲劑擊倒后復蘇的現象鮮有報道。當前研究通過觀察昆蟲接觸六種殺蟲劑后蟲體的反應，發現僅蠋蝽在高效氯氰菊酯處理組出現了擊倒后復蘇現象，而其獵物鞘翅目黃粉蟲及鱗翅目玉米螟幼蟲未復蘇，且耐藥性遠遠低于蠋蝽。通過對整個過程的呼吸測定、三維運動軌跡分析，進一步確定了蠋蝽對高效氯氰菊酯引發的擊倒后復蘇現象。利用LC-MS監測了高效氯氰菊酯在蠋蝽整個復蘇過程中的體內降解動態，然后結合全程轉錄組數據，發現了MAPK與CREB轉錄因子調控的P450 和 α/β-hydrolases解毒基因的表達模式，通過RNAi實驗進一步證實了這種反式作用的轉錄調控。此外，通過復蘇過程的神經遞質監測，發現了Ebony上調表達對清除過剩的多巴胺起到了重要作用，使神經遞質在蠋蝽體內達到重新平衡狀態。
該研究從昆蟲解毒機制新視角出發，驗證了反式調控解毒基因在蠋蝽復蘇過程中的解毒代謝作用，揭示了蠋蝽通過增加Ebony的表達來去除過多的多巴胺，從而重新平衡興奮性神經遞質傳遞的解毒新機制。該研究結果為昆蟲對化學殺蟲劑的毒理學機理提出新見解，為耐藥性機制研究提供新思路，為天敵昆蟲與化學殺蟲劑兼容使用奠定理論基礎。
中國農業科學院植物保護研究所為論文第一完成單位，21級已畢業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、林昌進及長江大學董小林副教授參與了本次研究。該研究得到了美國農業部項目（59-0212-9-001-F）資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135175
日期：2024-07-24
