近日，沈阳农业大学杨雪清教授团队在农林科学类一区Top期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》在线发表了题为“Transcription factor AhR regulates glutathione S‑transferases conferring resistance to lambda-cyhalothrin in Cydia pomonella”的最新研究成果。
目前，可能调控解毒酶基因表达的转录因子主要归属于核受体 (nuclear receptors，NRs) 、基本螺旋-环-螺旋 (the basic helix–loop–helix，bHLH) ，以及亮氨酸拉链 (basic leucine zipper，bZIP) 三个超家族。其中，报道最多是 bZIP 超家族的CncC 和Maf 两种转录因子。已有研究表明，bHLH超家族的芳香烃受体（Aryl hydrocarbon receptor, AhR）通过调节解毒代谢网络增强害虫对杀虫剂的抗药性，但对转录因子AhR对害虫抗性基因的转录调控机制的认识十分有限。
团队前期研究结果表明，CYP9A亚族P450基因（CYP9A120、CYP9A121、CYP9A122）和GST家族基因（CpGSTd1、CpGSTd3、CpGSTe3、CpGSTs2）过量表达与苹果蠹蛾对高效氯氟氰菊酯抗性有关，但抗性基因转录调控机制尚不清楚。本研究发现，高效氯氟氰菊酯显著诱导苹果蠹蛾AhR转录因子（CpAhR）表达上调；CpAhR在高效氯氟氰氰菊酯抗性苹果蠹蛾种群中的表达水平也显著高于敏感种群。利用RNAi沉默CpAhR的表达，显著降低了高效氯氟氰菊酯抗性关键基因CpGSTe3、CYP9A121和CYP9A122的表达水平和GST酶活性，增强了苹果蠹蛾幼虫对高效氯氟氰菊酯的敏感性。此外，首次发现β-萘黄酮（β-naphthoflavone）能明显激活昆虫AhR，可作为一种新型的AhR激动剂；激活AhR降低了苹果蠹蛾幼虫对高效氯氟氰菊酯的敏感性，升高了GST酶活性。上述研究结果表明，CpAhR可能通过调节高效氯氟氰菊酯抗性GST基因的表达，增强GST酶活性，从而导致苹果蠹蛾抗药性增强。该研究发现为转录因子AhR在害虫抗性中的作用提供了新见解，丰富了害虫抗药性的分子调控理论。
图1. 苹果蠹蛾AhR对高效氯氟氰菊酯抗性关键基因调控模式
沈阳农业大学植物保护学院博士研究生胡超为第一作者，杨雪清教授与李玉婷讲师为论文共同通讯作者，高萍副教授、博士研究生刘雨茜、硕士研究生张世攀和王雅琪参与了此项研究。该研究得到了国家重点研发计划（2021YFD1400201）、国家自然基金项目（32272588、31972299）和“兴辽英才”计划项目（XLYC1907097）的资助。