多胁迫耐受关键基因PxCBR1-L在全球性害虫小菜蛾中的功能解析及其绿色防控潜力

本研究针对气候变化与农药滥用导致的复合胁迫问题，揭示了小菜蛾(Plutella xylostella)中 carbonyl reductase基因PxCBR1-L的多重应激防御机制。通过CRISPR/Cas9技术构建基因敲除株，发现突变体发育受阻、存活率下降、抗氧化酶(SOD/CAT)及解毒酶(CarE/GST/P450)活性降低，对热胁迫、杀虫剂敏感性和低温干旱耐受性显著减弱。该研究为气候变化背景下靶向PxCBR1-L的害虫综合治理策略提供了新思路。

　　

在气候变化与农药施用的双重压力下，农业害虫的应激韧性机制成为研究焦点。本研究聚焦于小菜蛾(Plutella xylostella)中高表达于解毒组织、且在热胁迫和杀虫剂暴露下显著上调的羰基还原酶基因PxCBR1-L。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，研究人员成功构建了PxCBR1-L敲除品系。

突变体表现出发育缺陷、存活率降低、寿命缩短和繁殖力下降等表型。生化分析显示，敲除株体内活性氧(ROS)水平升高，而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)和细胞色素P450酶系的活性均显著降低，表明其抗氧化与解毒功能严重受损。

在热胁迫实验中，突变体的临界高温上限(CT_max)降低，存活率下降，对杀虫剂的敏感性增强。此外，基因敲除导致昆虫过冷却点和冰点升高，在干燥胁迫下水分流失加剧、死亡率显著上升，说明其耐寒性与抗旱能力明显减弱。

这些结果证明PxCBR1-L通过调控抗氧化和解毒系统，在多环境胁迫下维持机体生理稳态中发挥核心作用。该基因的缺失导致害虫广泛脆弱性，使其成为气候变化背景下农业害虫综合治理的潜在靶标。