中國農業科學院揭示RNA甲基化促進害蟲殺蟲劑抗性形成的新機制

2021年5月5日，中國農業科學院蔬菜花卉研究所張友軍團隊在《Science Advances》上在線發表了題為“Epitranscriptomic regulation of insecticide resistance”的研究論文，揭示了RNA甲基化調控農業害蟲細胞色素P450基因表達，從而促進害蟲殺蟲劑抗性形成的機制。研究結果不僅拓展了人們對昆蟲抗性形成機制的認知，而且為田間害蟲抗性監測預警和綜合治理提供技術支撐。

研究團隊前期通過轉錄組學研究發現了1個關鍵抗性細胞色素P450基因（CYP4C64），利用分子生物學和生物化學等手段證實該基因的過量表達是導致煙粉虱對新煙堿類殺蟲劑噻蟲嗪產生抗性的重要原因。同時對該基因的調控機制也進行了剖析，發現該基因上游的5’-UTR區域存在1個噻蟲嗪抗性偏好性突變位點，進一步研究發現該突變位點是RNA甲基化（m6A）的識別位點，并且能夠調控該基因的表達。研究結果揭示了害蟲RNA甲基化通過調控P450基因表達從而形成抗性的新機制。

該研究一方面發現了全新的抗性P450基因的調控機制，從表觀遺傳學的水平揭示了mRNA水平的甲基化在煙粉虱對噻蟲嗪抗性形成中發揮重要作用；另一方面闡明了5’-UTR的點突變能夠影響抗性P450基因的表達，打破了點突變往往發生在殺蟲劑靶標受體上的傳統概念，為田間廣泛發生的解毒抗性基因的調查和檢測提供新的思路。