绿盲蝽对高效氯氰菊酯抗性新机制：CarE1与GST1基因的协同解毒作用

《Insects》：CarE1 and GST1 Are Involved in Beta-Cypermethrin Resistance in Field Populations of the Mirid Bug, Apolygus lucorum

本研究通过比较田间抗性种群与实验室敏感品系，揭示绿盲蝽（Apolygus lucorum）对高效氯氰菊酯的抗性机制。研究发现田间种群羧酸酯酶（CarE）和谷胱甘肽S-转移酶（GST）活性显著升高，CarE1与GST1基因表达分别上调3.63倍和4.23倍。RNA干扰（RNAi）实验证实沉默这两个基因可显著提高害虫对杀虫剂的敏感性，为靶向防控策略提供新靶点。

　　

引言

绿盲蝽（Apolygus lucorum）是广泛分布于东亚的多食性害虫，随着Bt棉花的大规模种植，其由次要害虫演变为棉花及其他经济作物的主要威胁。化学杀虫剂的过度使用导致绿盲蝽对拟除虫菊酯类药剂产生抗性，其中高效氯氰菊酯的抗性问题尤为突出。昆虫抗性机制主要包括靶标抗性和代谢抗性，后者常由解毒酶基因上调驱动，如羧酸酯酶（CarE）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）和细胞色素P450单加氧酶（P450）。

材料与方法

研究以河南安阳田间种群和实验室敏感品系为对象，采用饲料掺毒法测定高效氯氰菊酯的半数致死浓度（LC₅₀）。通过酶活检测和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析CarE与GST活性及基因表达，并利用RNA干扰技术验证CarE1和GST1基因功能。

结果

毒性评估与抗性水平

安阳田间种群的LC₅₀为700.45 mg/L，显著高于实验室种群的343.34 mg/L，抗性比为2.04倍。暴露于实验室种群的LC₃₀浓度（77.16 mg/L）48小时后，田间种群死亡率（20.00%）显著低于实验室种群（33.33%），证实田间抗性形成。

解毒酶活性与基因表达

田间种群CarE和GST酶活性分别为实验室种群的1.61倍和1.71倍。qRT-PCR显示，CarE1和GST1基因在田间种群中表达量分别上调3.63倍和4.23倍。时空表达谱分析表明，CarE1在4–5龄若虫和成虫中表达最高，主要分布于中肠；GST1在4–5龄若虫表达峰值，富集于中肠和脂肪体。

RNA干扰验证基因功能

注射dsCarE1和dsGST1后，目标基因表达量下降超50%。沉默CarE1使田间种群死亡率提高约40%，沉默GST1同样显著增强杀虫剂敏感性，证明这两个基因在代谢解毒中起关键作用。

讨论

CarE1和GST1的过表达与绿盲蝽对高效氯氰菊酯的抗性直接相关。其中肠特异性高表达提示解毒作用发生于毒物进入初期。尽管本研究未涉及靶标抗性（如钠通道kdr突变）或其他解毒酶（如P450）的贡献，但RNAi实验明确了CarE1/GST1在抗性中的核心地位。未来需扩大种群监测范围，为区域化抗性治理提供依据。

结论

绿盲蝽田间种群通过上调CarE1和GST1表达增强对高效氯氰菊酯的代谢解毒能力。该机制为开发基于酶抑制剂或RNAi的绿色防控策略奠定了分子基础。