中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所智慧植保創(chuàng)制創(chuàng)新團(tuán)隊在《Science of the Total Environment》（IF=9.8）發(fā)表題為“Hormesis effects of sulfoxaflor on Aphis gossypii feeding, growth, reproduction behaviour and the related mechanisms”的研究論文。該研究揭示了氟啶蟲胺腈通過促進(jìn)棉蚜取食和繁殖，提高抗性棉蚜的種群適合度，加快抗性進(jìn)化的新機(jī)制。
棉蚜是抗性最嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)害蟲之一，對擬除蟲菊酯類、新煙堿類等多種類型的殺蟲劑均產(chǎn)生了嚴(yán)重的抗藥性，嚴(yán)重威脅棉花的生產(chǎn)安全。氟啶蟲胺腈是目前抗性蚜蟲治理中應(yīng)用最廣泛的一種替代藥劑，然而，抗藥性監(jiān)測結(jié)果表明，棉蚜對新型殺蟲劑氟啶蟲胺腈的抗藥性日益加劇，新疆、山東等地的棉蚜已經(jīng)對氟啶蟲胺腈產(chǎn)生了高水平抗性。
抗藥性機(jī)制研究表明：棉蚜對氟啶蟲胺腈的抗性與細(xì)胞色素P450基因CYP6CY13-2的過表達(dá)密切相關(guān)，沉默該基因的表達(dá)可以大大提高棉蚜對氟啶蟲胺腈的敏感性，而且CYP6CY13-2蛋白可以代謝氟啶蟲胺腈，進(jìn)而顯著降低氟啶蟲胺腈對細(xì)胞的毒性和對棉蚜的毒力（Journal of Pest Science 2022, 95: 811–825）。此外，UDP-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因UGT350A2、UGT351A4、UGT350B2和UGT343C2及ABC轉(zhuǎn)運蛋白基因ABCA1和ABCD1的過表達(dá)也參與了棉蚜對氟啶蟲胺腈的抗藥性（Journal of Agricultural and Food Chemistry 2021, 69: 5198–5205；Pest Management Science 2021, 77: 4064-4072）。在此研究基礎(chǔ)上，本研究發(fā)現(xiàn)氟啶蟲胺腈誘導(dǎo)抗性棉蚜刺探取食更頻繁，對不適刺探位置反應(yīng)更迅速，韌皮部中取食時間更長，能量攝取更多；進(jìn)而提高抗性棉蚜繁殖相關(guān)基因卵黃原蛋白（Vg）和卵黃原蛋白受體（VgR）的基因表達(dá)量和蛋白含量，從而誘導(dǎo)抗性棉蚜增殖，種群適合度提高。干擾Vg和VgR基因表達(dá)后，棉蚜繁殖量大大下降。而且，低劑量（LC10）氟啶蟲胺腈對棉蚜繁殖基因的誘導(dǎo)效應(yīng)可在子代傳遞，棉蚜F0代接觸藥劑后，可誘導(dǎo)其子代Vg和VgR基因和蛋白的上調(diào)表達(dá)；且氟啶蟲胺腈持續(xù)脅迫下，棉蚜抗性產(chǎn)生的同時伴隨著Vg和VgR的持續(xù)上調(diào)表達(dá)。因此，氟啶蟲胺腈通過促進(jìn)棉蚜的刺探取食，增加棉蚜的能量攝取，進(jìn)而提高棉蚜繁殖相關(guān)基因的表達(dá)量，誘導(dǎo)棉蚜增殖，提高抗性棉蚜的種群適合度，加快抗性進(jìn)化的速度。該研究打破了抗性適合度代價的傳統(tǒng)認(rèn)知，為棉蚜的抗藥性治理提供了新視角。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所為論文的完成單位，畢業(yè)博士生王立為論文的第一作者，崔麗副研究員為論文通訊作者，芮昌輝研究員對該研究工作給予了指導(dǎo)。
論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162240
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