“Cytochrome P450 CYP6CY3 Mediated Cross-Resistance to Isocycloseram and Fluralaner in Myzus persicae”文章发表在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》。本研究首次揭示细胞色素P450基因CYP6CY3在桃蚜(Myzus persicae)中介导了对新型异恶唑啉类杀虫剂异噁唑虫酰胺(isocycloseram)和氟雷拉纳(fluralaner)的交叉抗性。海南抗性品系(HNR)对这两种药剂的抗性倍数分别高达459倍和316倍,且该抗性具有遗传稳定性。CYP6CY3的过表达主要由基因扩增(7.09倍)驱动,并通过代谢实验证实其能直接降解这两种杀虫剂。
研究背景
桃蚜是世界性重要农业害虫,除直接危害作物外,还能传播多种植物病毒。由于其繁殖快、适应性强,已对几乎所有常用杀虫剂产生抗性。抗性机制主要包括代谢抗性、靶标抗性、表皮穿透性降低等。其中,P450介导的代谢抗性尤为常见,常导致对不同结构杀虫剂的交叉抗性。
异噁唑虫酰胺和氟雷拉纳属于IRAC第30类杀虫剂,作用于GABA受体,目前尚未在田间发现抗性。本研究旨在探究桃蚜是否已对这两种新型药剂产生抗性及其机制。
实验方法
生物测定:采用叶碟法测定YNS(敏感)、HNR(抗性)和HNR-USE(无药饲养后代)品系对三种杀虫剂的敏感性。
增效剂实验:使用PBO、DEF、DEM评估代谢酶在抗性中的作用。
酶活检测:比较EST、GST和P450活性。
转录组与qRT-PCR:分析差异表达基因,验证CYP6CY3等P450基因表达。
RNA干扰:通过纳米载体递送dsRNA敲低CYP6CY3,观察其对杀虫剂敏感性的影响。
体外代谢实验:利用重组CYP6CY3蛋白验证其对杀虫剂的代谢能力。
分子对接与拷贝数分析:模拟蛋白与药剂互作,检测基因拷贝数变化。
核心结果
高抗性水平:HNR品系对异噁唑虫酰胺、氟雷拉纳和吡虫啉的抗性倍数分别为459、316和3941倍。
P450主导抗性:PBO显著恢复药效,P450活性在HNR中提高2.95倍,EST和GST无显著变化。

CYP6CY3显著上调:RNA-Seq和qRT-PCR显示其在HNR中表达上调16.4倍。
RNAi验证功能:敲低CYP6CY3后,桃蚜对三种药剂的死亡率显著上升。
体外代谢证据:重组CYP6CY3能代谢异噁唑虫酰胺和氟雷拉纳,代谢速率分别为0.03和0.22pmol/min/pmol P450。

基因扩增:CYP6CY3在HNR中拷贝数增加7.09倍。
分子对接:两种药剂均能与CYP6CY3活性腔结合,Glu231是关键互作残基。
研究结论
本研究首次证实CYP6CY3是介导桃蚜对异噁唑虫酰胺和氟雷拉纳交叉抗性的关键基因,其过表达由基因扩增驱动,并能通过代谢降低药剂毒性。该发现不仅揭示了桃蚜对新型杀虫剂的快速适应机制,也为抗性监测与管理提供了分子靶标。建议在实际应用中避免与吡虫啉等药剂轮用,并推广使用PBO等增效剂以延缓抗性发展。