新疆大学刘小宁教授团队揭示表达dsAgCYP6CY3-P1棉花对棉蚜生长发育和解毒能力的影响

棉蚜Aphis gossypii 属同翅目蚜虫科，是一种世界性的多食性害虫，其宿主范围广泛，如棉花、黄瓜等作物。棉蚜可通过取食和传播疾病造成作物严重损害。此外，棉蚜分泌的蜜露会促进霉菌的生长，从而对作物光合作用产生负面影响。长期以来，棉蚜的防治主要依赖于化学杀虫剂，由于其生活史复杂、世代历期短、繁殖力强且适应性强，对化学杀虫剂（包括新烟碱类、有机磷类和拟除虫菊酯类)的密集和交叉使用产生了抗药性，现成为抗药性严重且难以防治的害虫之一。近些年来，转Bt棉花品种的大面积种植，有效控制了棉铃虫等鳞翅目昆虫的危害，但对非靶标害虫（如棉蚜）的种群动态和群落结构产生了影响，棉蚜的危害日益严重，成为主要防治对象。因此，研究绿色高效的棉蚜防治方法和替代性管理策略成为最佳选择。

细胞色素P450酶系作为生物体主要解毒酶之一，其主要参与合成和降解内外源化合物、昆虫细胞信号传导和发育整个过程，在昆虫对寄主植物和农药的适应性和抗性中发挥着重要作用，其中CYP6家族与昆虫对农药的耐药性密切相关。据报道，当蝗虫暴露于氯氰菊酯或氰戊菊酯时，CYP6家族基因的敲除延缓了蝗虫的发育，并显著增加了幼虫的死亡率。研究报道棉蚜CYP6CY3在吡虫啉抗性种群中的mRNA表达量是敏感种群的12.86倍，禾谷缢管蚜CYP6CY3在吡虫琳处理后12 h的表达量是敏感品系的59倍，这些研究表明CYP6CY3基因在蚜虫对吡虫啉抗性形成的过程中有重要作用。此外，我们之前的研究表明，纳米材料介导的棉蚜CYP6CY3的RNAi沉默延缓了其生长发育，提高了死亡率，也增加了其对吡虫啉的敏感性，但dsRNA制备的高成本阻碍了其大规模生产。

刘小宁团队前期通过花粉管通道法获得表达dsAgCYP6CY3-P1棉花。在本研究中，棉蚜取食该转基因(TG)棉，其三龄若虫一个世代历期与取食非转基因棉(NT棉)的棉蚜相比延迟了0.5 d，说明该TG棉能延迟棉蚜发育历期。同时，取食TG棉的棉蚜累积死亡率在第3-8天均显著高于取食NT棉的棉蚜，累积产仔数在第5-14天显著低于取食NT棉的棉蚜，进一步分析发现，取食TG棉棉蚜的净生殖率(R0)、内禀增长率(rm)和周限增长率(λ)均显著低于取食NT棉棉蚜，说明TG棉明显降低了棉蚜的适合度。进一步检测棉蚜取食TG棉后对吡虫啉和啶虫脒的敏感性变化，取食TG棉48 h后，用吡虫啉处理24 h棉蚜累积死亡率，和取食NT棉花蚜虫相比累积死亡率提高了28.49%；啶虫脒处理48 h的棉蚜累积死亡率相对对照组提高了73.77%，说明该TG棉能有效提高棉蚜对吡虫啉和啶虫脒的敏感性。

刘小宁教授课题组的张连军博士为论文第一作者，刘小宁教授和新疆农业科学院农作物品种资源研究所刘宁副研究员为通讯作者，该研究得到了国家自然科学基金、新疆维吾尔自治区自然科学基金--重点项目和新疆维吾尔自治区研究生科研创新项目的资助。

摘自微信公众号-小青虫学术科研交流社区