中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所揭示東方粘蟲基因組水平的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因特征與功能

　　近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所糧食作物害蟲監(jiān)測與控制創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在《International Journal of Biological Macromolecules》上發(fā)表了題為“Genome-scale analysis of ABC transporter genes and characterization of the ABCC type transporter genes in the oriental armyworm,  Mythimna separata  （Walker）的論文，揭示了東方粘蟲基因組水平的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白特征與功能。

 

　　東方粘蟲  Mythimna separata  （Walker）是我國玉米、小麥和水稻三大主糧作物上重大遷飛性害蟲，自古以來有”神蟲“之稱，2020年被列入國家一類農(nóng)作物病蟲害名錄，每年在我國廣大地區(qū)呈現(xiàn)季節(jié)性南北往返遷飛危害，對國家糧食安全和生物安全造成重大威脅?；瘜W(xué)殺蟲劑和Bt均對粘蟲有較好的防治效果，然而其具體殺蟲作用或抗性機(jī)制并不清楚。

 

　　本研究利用粘蟲基因組數(shù)據(jù)結(jié)合生物信息學(xué)，鑒定出43個(gè)粘蟲ABC基因，隸屬于8個(gè)亞家族（ABCA~ABCH），分布在14條染色體上。氯蟲苯甲酰胺、甲維鹽和高效氯氰菊酯3種化學(xué)農(nóng)藥脅迫下轉(zhuǎn)錄組發(fā)現(xiàn)15個(gè)ABC基因差異表達(dá)，其中 MsABCC2  （Ms.15.531） 和  MsABCC3  （Ms.15.532） 2個(gè)基因在3種農(nóng)藥脅迫下均顯著上調(diào)。進(jìn)一步通過2個(gè)基因的RNA干擾研究表明，干擾 MsABCC2 后降低了粘蟲對Cry1Ac的敏感性，表現(xiàn)為幼蟲重量增加和幼蟲死亡率降低，但干擾 MsABCC3 并未產(chǎn)生相同作用。這表明 MsABCC2 可能在Cry1Ac毒性中發(fā)揮更重要的作用。這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步闡明ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因在殺蟲劑作用機(jī)理中提供了獨(dú)特而有價(jià)值的信息，對包括Bt殺蟲蛋白在內(nèi)的殺蟲劑防治粘蟲的評價(jià)具有重要價(jià)值。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所博士研究生謝殿杰、聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生朱聰為本文共同第一作者。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所江幸福研究員為本文通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金（31871951, 31672019）、國家綠肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-22）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFD0201802, 2017YFD0201701）資助。

 

　　原文信息：Dianjie Xie#, Cong Zhu#, Lei Zhang, Yueqiu Liu, Yunxia Cheng, Xingfu Jiang*. （2023） Genome-scale analysis of ABC transporter genes and characterization of the ABCC type transporter genes in the oriental armyworm, Mythimna separata. International Journal of Biological Macromolecules, https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123915.