多组学方法研究脂肪酮和醛类对赤拟谷盗（Tribolium castaneum）的接触毒性及其作用机制

《Journal of Agricultural and Food Chemistry》：Multiomics Approaches to Study the Contact Toxicity and Mechanisms of Aliphatic Ketones and Aldehydes against Tribolium castaneum

该研究旨在探究植物衍生烷酮/醛结构变化对仓储害虫Tribolium castaneum接触毒性的影响。结果表明，2-十二酮（C12）毒性最强（LD50=14.9 μg/larva），而十二醛（C12）次之（30.0 μg/larva），七碳己酮毒性最低（43.5 μg/larva）。多组学分析揭示其通过差异代谢途径（如CYP酶、OBP蛋白）及分子靶点（SSP2-like、CSP10）调控毒性，为开发新型安全杀虫剂提供理论依据。

　　

Tribolium castaneum 是储存粮食产品的主要害虫。本研究旨在探讨植物来源的脂肪酮和醛类化合物的结构差异对其接触毒性的影响。2-十二酮（Do，C₁₂）表现出最强的接触毒性（LD₅₀ = 14.9 μg/幼虫），其毒性远高于其异构体十二醛（Da，LD₅₀ = 30.0 μg/幼虫）。这种毒性在含有12个碳原子的化合物中达到最大值，随着碳链长度的增加或减少而降低，其中2-庚酮（Ho，C₇）的活性最低（LD₅₀ = 43.5 μg/幼虫）。综合转录组学、蛋白质组学、代谢组学和RNA干扰分析揭示了这些化合物的特异性作用机制。2-十二酮因其较高的亲脂性能够有效穿透角质层，激活了一阶段的解毒反应（CYP6BQ7、CYP345A1、CYP345D2）以及激素生物合成（FDa）。十二醛通过OBP-C11途径诱导了角质层的代谢反应，并通过LCPF相关基因下调了角质层蛋白的表达。2-庚酮则触发了植物的结构防御机制，表现为SSP2相关基因的上调和CSP10相关基因的下调。代谢组学分析显示，十二醛主要生成有机酸及其衍生物，而2-十二酮和2-庚酮则产生脂质及类脂质代谢物，这反映了它们不同的生物转化途径。这些发现阐明了结构与活性之间的关系，并为设计安全有效的粮食保护剂提供了分子靶点。