近日,《美国科学院院刊(PNAS)》在线发表中国农科院蔬菜花卉研究所张友军研究员团队最新成果。该团队发现MAPK信号通路通过转录因子CREB调控了细胞色素P450基因CYP6CM1过量表达,介导了烟粉虱对烟碱类杀虫剂的抗药性。
该研究揭示了害虫抗药性进化与调控新机制,为发展新的害虫抗性治理技术、制定有效的抗性治理策略奠定了理论基础。
据介绍,害虫抗药性是导致害虫防治失败、农作物产量损失以及农药残留的重要原因,P450过量表达是害虫对大多数杀虫剂产生抗性的主要机制,但对于昆虫如何调控这些P450基因表达以形成抗药性却知之甚少。
张友军研究团队通过大量筛选烟粉虱调控P450表达的疑似转录因子,最终发现一个新的转录因子CREB具有增强P450基因CYP6CM1表达的作用。
进一步的调控机制研究发现,转录因子CREB又受到丝氨酸激酶信号通路MAPK的调控,该通路的ERK和p38信号通过磷酸化CREB蛋白的111位丝氨酸使其活化,进而激活了下游的靶基因——P450基因CYP6CM1并导致其过量表达,该解毒蛋白的过量表达增加了对杀虫剂的代谢能力,并最终导致了烟粉虱对烟碱类杀虫剂的抗药性。