中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院揭示RNA甲基化促進(jìn)害蟲殺蟲劑抗性形成的新機(jī)制

2021年5月5日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所張友軍團(tuán)隊(duì)在《Science Advances》上在線發(fā)表了題為“Epitranscriptomic regulation of insecticide resistance”的研究論文，揭示了RNA甲基化調(diào)控農(nóng)業(yè)害蟲細(xì)胞色素P450基因表達(dá)，從而促進(jìn)害蟲殺蟲劑抗性形成的機(jī)制。研究結(jié)果不僅拓展了人們對(duì)昆蟲抗性形成機(jī)制的認(rèn)知，而且為田間害蟲抗性監(jiān)測(cè)預(yù)警和綜合治理提供技術(shù)支撐。

研究團(tuán)隊(duì)前期通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了1個(gè)關(guān)鍵抗性細(xì)胞色素P450基因（CYP4C64），利用分子生物學(xué)和生物化學(xué)等手段證實(shí)該基因的過(guò)量表達(dá)是導(dǎo)致煙粉虱對(duì)新煙堿類殺蟲劑噻蟲嗪產(chǎn)生抗性的重要原因。同時(shí)對(duì)該基因的調(diào)控機(jī)制也進(jìn)行了剖析，發(fā)現(xiàn)該基因上游的5’-UTR區(qū)域存在1個(gè)噻蟲嗪抗性偏好性突變位點(diǎn)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)該突變位點(diǎn)是RNA甲基化（m6A）的識(shí)別位點(diǎn)，并且能夠調(diào)控該基因的表達(dá)。研究結(jié)果揭示了害蟲RNA甲基化通過(guò)調(diào)控P450基因表達(dá)從而形成抗性的新機(jī)制。

該研究一方面發(fā)現(xiàn)了全新的抗性P450基因的調(diào)控機(jī)制，從表觀遺傳學(xué)的水平揭示了mRNA水平的甲基化在煙粉虱對(duì)噻蟲嗪抗性形成中發(fā)揮重要作用；另一方面闡明了5’-UTR的點(diǎn)突變能夠影響抗性P450基因的表達(dá)，打破了點(diǎn)突變往往發(fā)生在殺蟲劑靶標(biāo)受體上的傳統(tǒng)概念，為田間廣泛發(fā)生的解毒抗性基因的調(diào)查和檢測(cè)提供新的思路。