中国农业科学院植保所揭示东方粘虫基因组水平的ABC转运蛋白基因特征与功能

　　近日，中国农业科学院植物保护研究所粮食作物害虫监测与控制创新团队在《International Journal of Biological Macromolecules》上发表了题为“Genome-scale analysis of ABC transporter genes and characterization of the ABCC type transporter genes in the oriental armyworm,  Mythimna separata  （Walker）的论文，揭示了东方粘虫基因组水平的ABC转运蛋白特征与功能。

 

　　东方粘虫  Mythimna separata  （Walker）是我国玉米、小麦和水稻三大主粮作物上重大迁飞性害虫，自古以来有”神虫“之称，2020年被列入国家一类农作物病虫害名录，每年在我国广大地区呈现季节性南北往返迁飞危害，对国家粮食安全和生物安全造成重大威胁。化学杀虫剂和Bt均对粘虫有较好的防治效果，然而其具体杀虫作用或抗性机制并不清楚。

 

　　本研究利用粘虫基因组数据结合生物信息学，鉴定出43个粘虫ABC基因，隶属于8个亚家族（ABCA~ABCH），分布在14条染色体上。氯虫苯甲酰胺、甲维盐和高效氯氰菊酯3种化学农药胁迫下转录组发现15个ABC基因差异表达，其中 MsABCC2  （Ms.15.531） 和  MsABCC3  （Ms.15.532） 2个基因在3种农药胁迫下均显著上调。进一步通过2个基因的RNA干扰研究表明，干扰 MsABCC2 后降低了粘虫对Cry1Ac的敏感性，表现为幼虫重量增加和幼虫死亡率降低，但干扰 MsABCC3 并未产生相同作用。这表明 MsABCC2 可能在Cry1Ac毒性中发挥更重要的作用。这些发现为进一步阐明ABC转运蛋白基因在杀虫剂作用机理中提供了独特而有价值的信息，对包括Bt杀虫蛋白在内的杀虫剂防治粘虫的评价具有重要价值。

 

　　中国农业科学院植物保护研究所博士研究生谢殿杰、联合培养硕士研究生朱聪为本文共同第一作者。中国农业科学院植物保护研究所江幸福研究员为本文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（31871951, 31672019）、国家绿肥产业技术体系（CARS-22）、国家重点研发计划（2017YFD0201802, 2017YFD0201701）资助。

 

　　原文信息：Dianjie Xie#, Cong Zhu#, Lei Zhang, Yueqiu Liu, Yunxia Cheng, Xingfu Jiang*. （2023） Genome-scale analysis of ABC transporter genes and characterization of the ABCC type transporter genes in the oriental armyworm, Mythimna separata. International Journal of Biological Macromolecules, https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123915.