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桔小实蝇羧酸酯酶基因的鉴定、表达及其与杀虫剂耐受性和解毒的关系
羧酸酯酶(Carboxylesterases, CarEs)是一个多功能的酶超家族,在昆虫对多种杀虫剂的解毒过程中起着重要作用。桔小实蝇(Bactrocera dorsalis)是最具破坏性的农业害虫之一,在田间对有机磷杀虫剂产生了不同程度的抗性。然而,BdCarEs在对其他替代杀虫剂的耐受性或抗性中的作用尚不清楚。本研究基于桔小实蝇基因组数据库,鉴定了33个BdCarEs基因(图 1)。
图 1. BdCarEs基因鉴定
系统发育分析表明,它们可分为9个分支,具有丰富的α-酯酶。同时对其序列特征和染色体分布进行了分析(图 2)。
图 2. BdCarEs基因染色体分布
BdCarEs基因的时空表达分析表明,其潜在功能在不同生理过程中具有多样性。除BdCarE21外,所有的BdCarE20基因都对至少一种杀虫剂有反应,而BdCarE20基因在分别暴露于所有五种杀虫剂后被发现上调。与SS品系相比,MR品系有8个BdCarEs基因过表达(图 3)。
图 3. SS品系中5个代表性BdCarEs基因的RAN干扰
随后,敲除代表性BdCarEs基因的表达显著增加了东方果蝇对相应杀虫剂的敏感性,这表明所测试的BdCarEs基因对一种或多种杀虫剂解毒有贡献。这些发现为研究不同作用方式对不同杀虫剂的耐受性或抗性的潜在作用提供了有价值的见解,并将有助于制定有效的管理策略。
https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2023.105443
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