近日，國際著名綜合性學(xué)術(shù)期刊Advanced Science（IF=15.1）在線發(fā)表了蔬菜蟲害防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)論文“RNA m6A methylation suppresses insect juvenile hormone degradation to minimize fitness costs in response to a pathogenic attack”。該研究報(bào)道了m6A修飾通過微調(diào)昆蟲保幼激素（JH）含量升高彌補(bǔ)小菜蛾Bt抗性進(jìn)化帶來的適合度代價(jià)，從而解析了小菜蛾Bt抗性進(jìn)化的適合度代價(jià)補(bǔ)償機(jī)制中的表觀遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

 

　　害蟲對殺蟲劑的抗藥性進(jìn)化往往伴隨著生長發(fā)育延遲、繁殖能力降低和生存能力下降等抗性適合度代價(jià)，這已成為延緩田間害蟲抗藥性進(jìn)化的天然屏障和關(guān)鍵利器。然而，第一個(gè)被報(bào)道在田間對Bt生物殺蟲劑產(chǎn)生高水平抗性的農(nóng)業(yè)害蟲小菜蛾卻能在不影響正常生長發(fā)育的前提下對Bt生物殺蟲劑進(jìn)化產(chǎn)生完美的高抗性，這將嚴(yán)重威脅小菜蛾的田間有效防治。

 

　　本研究發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)關(guān)鍵的m6A甲基轉(zhuǎn)移酶PxMETTL3和PxMETTL14的表達(dá)水平在Bt抗性小菜蛾的中腸組織中顯著升高，而且，小菜蛾的保幼激素酯酶基因PxJHE的3′-UTR區(qū)靠近終止密碼子附近存在一個(gè)m6A修飾位點(diǎn)，該m6A修飾位點(diǎn)會降低PxJHE mRNA的穩(wěn)定性，進(jìn)而負(fù)調(diào)控PxJHE的表達(dá)水平。即PxMETTL3和PxMETTL14表達(dá)水平的升高促進(jìn)了PxJHE基因的m6A水平增加，從而抑制了PxJHE基因的表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)昆蟲體內(nèi)JH含量增加，使小菜蛾在維持其正常生長發(fā)育的前提下進(jìn)化產(chǎn)生了完美的Bt抗性表型。本研究明確了m6A修飾介導(dǎo)的Bt抗性小菜蛾JH含量升高的表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制，全面解析了小菜蛾Bt抗性的適合度代價(jià)補(bǔ)償機(jī)制。研究結(jié)果對于田間害蟲Bt抗性監(jiān)測預(yù)警和綜合治理具有重要的理論和實(shí)踐意義。

 

　　本所郭兆將研究員、白楊博士、張欣怡博士、郭樂博士后、朱流紅博士后為本論文共同第一作者，張友軍研究員與郭兆將研究員為論文的通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金優(yōu)青、創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目以及中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目等資助。

 

　　原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202307650