《甜菜夜蛾甲維鹽多因子抗性的分子機理》是楊亦樺為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：甜菜夜蛾甲維鹽多因子抗性的分子機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊亦樺
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
甜菜夜蛾是我國蔬菜和其它夏秋作物上的重要害蟲，甲維鹽是控制此類害蟲的主要藥劑。前期研究中已建立了對甲維鹽具有1200倍抗性的近等基因系（WH-EB），抗性遺傳分析表明抗性為多基因控制的不完全顯性遺傳。鑒於甲維鹽作用機制和抗性機理的多樣性，本項目擬將抗性品系WH-EB與敏感品系WH-S雜交、回交，建立抗性基因的遺傳作圖群體，通過高通量測序篩選與抗性基因緊密連鎖的SNP標記，構建分子標記連鎖圖，對抗性基因進行精細定位；然後，通過BAC 文庫篩查、染色體步移、基因組的同線性，鑑定出候選的抗性基因；最後，比較抗性和敏感品系在這些基因上的差異，根據基因類型及變異特點，選擇相應的方法進行功能驗證，以期在分子水平上闡明甜菜夜蛾對甲維鹽多因子抗性的分子機理，為這類高效低毒殺蟲劑抗性監測預警及合理使用提供理論依據。
結題摘要
甜菜夜蛾Spodoptera exigua是世界性的重要農業害蟲，間歇性暴發成災，化學防治是控制其危害的主要手段。甜菜夜蛾對傳統殺蟲劑已產生了嚴重的抗性，甲維鹽作為新型的大環內酯類殺蟲劑成為防控甜菜夜蛾等害蟲的主要藥劑，但其作用機制和抗性機理尚不明確。本項目利用甜菜夜蛾對甲維鹽高抗品系WH-EB，通過抗性基因的遺傳定位、CRISPR/Cas9基因編輯技術、細胞表達和代謝產物分析等手段對其抗性的分子機理進行了深入的研究。首先比較了抗性和敏感品系甲維鹽可能作用靶標谷氨酸受體（GluR）和γ-氨基丁酸受體（GABAR）的基因序列，沒有發現與功能有關的變異，CRISPR/Cas9基因編輯技術敲除甜菜夜蛾GABAR的Q型基因，也證實了它與甲維鹽抗性無關。其次研究了甜菜夜蛾ABC轉運蛋白SeP-gp，發現缺失4個核苷酸的SeP-gp基因敲除品系對阿維菌素和甲維鹽的敏感性增加（~3倍），對其它殺蟲劑敏感性無明顯變化，說明SeP-gp基因的變化會導致甜菜夜蛾對阿維菌素和甲維鹽產生一定水平的抗性。第三，通過對抗性基因的圖位克隆，結合基因組同線性分析，將甜菜夜蛾甲維鹽抗性基因定位到了Chr17上15-16Mbp區間；再通過精細定位並結合基因簇和單基因敲除試驗，確定抗性基因為這一區域內細胞色素P450基因簇CYP9A上的CYP9A186，抗性品系中該基因存在F116V突變；利用昆蟲細胞體外表達及代謝產物質譜分析，證實CYP9A186的突變型（116V）對甲維鹽和阿維菌素具有較強的代謝能力，而野生型（116F）則沒有相應的代謝能力。上述研究結果清楚表明，甜菜夜蛾細胞色素P450的CYP9A186基因F116V突變是對甲維鹽產生高水平抗性的主要分子遺傳學基礎。田間調查發現，5個對甲維鹽高水平抗性的甜菜夜蛾田間種群（抗性為212-388倍）中F116V的突變頻率為80.36%-96.67%，且甲維鹽抗性水平與抗性等位基因頻率有顯著的相關性（R2=0.98），因此CYP9A186的F116V突變也是田間種群的主效抗性因子，通過田間種群抗性基因頻率的檢測可以預測甜菜夜蛾對甲維鹽的抗性水平。本項目的研究結果首次闡明了甜菜夜蛾對甲維鹽抗性的分子機理，為甲維鹽的抗性監測預警及制定針對性的抗性治理策略提供了重要的理論依據，對其他鱗翅目害蟲對甲維鹽的抗性機理研究也提供了重要的借鑑。
