近日，贵州大学贵州省山地农产品质量安全风险阻控科技创新人才团队在国际期刊《International Journal of Biological Macromolecules》上发表了题为“miRNAs modulate altered expression of cytochrome P450s and nicotinic acetylcholine receptor subunits conferring both metabolic and target resistance to sulfoxaflor in Nilaparvata lugens (Stål)”的研究论文，揭示了水稻害虫褐飞虱通过miRNAs同时调控P450解毒酶和烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs）基因差异表达，介导其对砜亚胺类杀虫剂氟啶虫胺腈的抗药性分子机制。 

 褐飞虱为亚洲地区水稻上的一种重要迁飞性害虫，主要通过刺吸取食、产卵和传播水稻病害等方式，对我国稻米质量安全构成重要威胁。由于长期、大量及不科学使用农药，导致褐飞虱田间种群已对多种类型杀虫剂产生了严重的抗药性。氟啶虫胺腈为全新砜亚胺类杀虫剂，作用于昆虫的烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs），是nAChR竞争性调节剂Group 4C家族中的唯一成员，对多种刺吸式口器害虫表现出优异杀虫活性。课题组前期研究表明褐飞虱对氟啶虫胺腈的抗性与细胞色素P450多功能氧化酶活性增强有关，其中过表达的CYP6ER1为代谢抗性关键基因。然而，靶标受体nAChRs亚基差异表达是否同样参与了褐飞虱对氟啶虫胺腈的抗性，以及miRNAs在该抗性形成中的调控分子机制仍不清楚。

  本研究分析了褐飞虱13个nAChRs亚基在氟啶虫胺腈高抗（SFX-R，RR = 173.24倍）和敏感品系（SFX-S）褐飞虱之间的表达水平，发现3个亚基（Nlα4、Nlα10和Nlβ1）在抗、敏品系间显著差异表达。通过表达量与药敏性相关性分析、RNAi和生物活性测定等，明确了Nlα4的下调表达，以及Nlα10和Nlβ1的上调表达表达均与褐飞虱对氟啶虫胺腈的抗性相关。进一步结合miRNA转录组测序及在线预测分析软件，筛选出与CYP6ER1、Nlα4、Nlα10和Nlβ1之间存在靶向结合活性且满足负调控表达关系的抗性候选miRNAs。

  利用双荧光素酶报告基因系统和miRNA模拟物与抑制剂等，通过体外和体内试验表明，抗性褐飞虱体内novel-m0262-5p与CYP6ER1的3’UTR区的2个位点结合调控CYP6ER1高表达；novel-m0071-3p和 novel-m0196-3p分别与Nlα4的3’UTR和CDS区结合调控Nlα4低表达；miR-10471-x与Nlβ1的CDS区结合调控Nlβ1高表达。进一步结合药剂敏感性分析结果，明确了褐飞虱通过上述miRNAs负调控P450和nAChRs基因差异表达，同时介导氟啶虫胺腈代谢和靶标抗性的分子机制。

贵州大学农学院植物保护专业硕士研究生赵雪怡和陈星雨为论文共同第一作者，廖逊副教授为论文通讯作者。李明教授、李荣玉教授、药学院王贞超教授、华中农业大学李建洪教授和万虎教授对该研究提供了指导。该研究得到国家自然科学基金、贵州省科技项目、贵州省青年科技人才成长项目和贵州省创新人才团队项目等资助。

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