细胞色素P450基因（CYP402C18）的过表达有助于白粉虱（Bemisia tabaci）中一种新型吡啶嗪吡唑羧酰胺类杀虫剂——二丙基吡啶嗪（dimpropyridaz）的代谢解毒。这种白粉虱属于地中海隐存种（Mediterranean cryptic species）

《Pesticide Biochemistry and Physiology》：Overexpression of cytochrome P450 gene CYP402C18 contributes to the detoxification of dimpropyridaz, one novel pyridazine pyrazolecarboxamide insecticide, in the whitefly Bemisia tabaci Mediterranean cryptic species

白粉虱对新型昆虫icide dimpropyridaz的解毒机制研究，通过转录组测序发现CYP402C18基因显著上调，分子模拟显示该基因编码蛋白与dimpropyridaz稳定结合（自由能-35.89 kcal/mol），关键氨基酸突变（Phe502/Thr116）削弱结合能力，基因沉默使死亡率提升11.8%。

　　白飞虱（*Bemisia tabaci*）是一种对农业生产造成严重威胁的全球性害虫。这种昆虫不仅通过直接吸食植物汁液对作物造成损害，还能够传播多种植物病毒，从而加剧农业损失。由于其强大的适应能力，白飞虱已对多种杀虫剂产生了广泛的抗性，给害虫的有效防控带来了巨大挑战。为了应对这一问题，科学家们一直在寻找新的、具有不同作用机制的杀虫剂，以延缓抗性的发展并提高防治效果。

在这一背景下，一种新型的吡唑并吡啶二酰胺类杀虫剂——**Dimpropyridaz**（二甲基吡唑并吡啶二酰胺）引起了广泛关注。该化合物对吸汁性害虫表现出高度的毒性，包括那些已经对其他类杀虫剂产生抗性的种类。然而，尽管其具有良好的杀虫效果，目前仍不清楚白飞虱是如何对其产生代谢抗性的。因此，了解白飞虱对Dimpropyridaz的解毒机制，对于开发更有效的害虫管理策略至关重要。

本研究通过转录组测序技术，分析了白飞虱成虫在暴露于致死剂量Dimpropyridaz 48小时后的基因表达变化。结果显示，有973个基因发生了显著的表达差异（DEGs），其中许多基因可能与解毒过程相关。通过GO（基因本体）和KEGG（京都基因与基因组百科全书）富集分析，研究发现**细胞色素P450单加氧酶（P450s）**在Dimpropyridaz的代谢解毒过程中发挥了重要作用。P450s是一类广泛存在于昆虫体内的解毒酶，它们在应对多种化学物质时具有高度的特异性与可塑性，包括杀虫剂、环境毒素和植物次生代谢产物等。

在这些差异表达的基因中，研究人员发现了一个新的P450基因——**CYP402C18**。该基因在暴露于Dimpropyridaz后显著上调，表达量增加了4.05倍，并被归类为Clan3 CYP6亚家族的成员。进一步的表达谱分析表明，CYP402C18在成虫中的表达水平最高，尤其是在胸部和头部组织中，其表达量分别比腹部高5.18倍和1.64倍。这说明CYP402C18可能在白飞虱的代谢系统中扮演重要角色，尤其是在对外源性杀虫剂的响应中。

为了验证CYP402C18在Dimpropyridaz抗性中的作用，研究人员进行了基因沉默实验。通过使用dsRNA（双链RNA）喂养的方式，抑制CYP402C18的表达后，白飞虱对Dimpropyridaz的敏感性显著提高，死亡率增加了11.8%。这一结果表明，CYP402C18可能在白飞虱对Dimpropyridaz的代谢解毒过程中起到了关键作用。此外，分子对接和动态模拟研究进一步揭示了Dimpropyridaz与CYP402C18之间的稳定结合关系，其结合自由能为-35.89 kcal/mol，显示出较高的亲和力。

值得注意的是，通过**丙氨酸扫描实验**，研究人员发现将CYP402C18中的某些关键氨基酸残基（如Phe502和Thr116）替换为丙氨酸后，该蛋白与Dimpropyridaz的结合能显著下降。这表明这些特定的氨基酸残基在Dimpropyridaz与CYP402C18的相互作用中具有重要作用，可能是其结合的关键位点。这些发现不仅为理解白飞虱对Dimpropyridaz的抗性机制提供了新的视角，也为未来开发针对该抗性的管理策略奠定了理论基础。

进一步的讨论指出，白飞虱对杀虫剂的抗性发展是一个复杂的过程，通常涉及多种解毒机制的协同作用。P450s、酯酶（ESTs）和谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）是主要的解毒酶类，它们通过不同的代谢途径来降解或转化杀虫剂，使其失去毒性或降低其生物活性。例如，P450s在代谢多种杀虫剂（如氨基甲酸酯、有机磷、拟除虫菊酯、新烟碱类和酰胺类杀虫剂）中均表现出重要作用。一些研究已经证实，P450基因的沉默可以显著提高某些害虫对特定杀虫剂的敏感性，例如在棉蚜中，CYP4L57、CYP9A114和CYP9A203的沉默使棉蚜对阿维菌素、吡虫啉和氯氰菊酯的死亡率分别提高了2.42%至68.89%。

然而，对于Dimpropyridaz这一新型杀虫剂，目前尚未有充分的研究揭示其在白飞虱中的代谢机制。本研究首次在白飞虱中鉴定了CYP402C18这一与Dimpropyridaz解毒相关的P450基因，其表达水平在暴露后显著升高，且在不同组织中的分布呈现出明显的差异。这一发现不仅有助于理解白飞虱对Dimpropyridaz的抗性机制，也为开发更有效的害虫管理策略提供了新的思路。

此外，研究还指出，尽管Dimpropyridaz在某些情况下可能与其他杀虫剂（如afidopyropen）之间不存在交叉抗性，但在实际应用中，昆虫的解毒能力仍然可能对其产生影响。因此，了解并利用这些解毒基因的特性，对于优化杀虫剂的使用方式、延长其有效周期以及减少抗性发展具有重要意义。例如，通过基因沉默或RNA干扰技术，可以削弱昆虫的解毒能力，从而提高杀虫剂的防治效果。

本研究的成果还具有重要的应用价值。首先，它为田间管理中Dimpropyridaz的合理使用提供了理论依据。通过了解CYP402C18在解毒过程中的作用，可以制定更精准的用药策略，避免因过度使用或不合理的使用方式而导致抗性迅速发展。其次，该研究为开发新型抗性管理技术提供了基础。例如，基于CYP402C18的靶向干预措施，可以作为控制白飞虱抗性的重要手段。最后，研究还为其他害虫的抗性机制研究提供了参考，有助于揭示更多与杀虫剂代谢相关的基因及其功能。

在研究方法上，本研究采用了多种技术手段，包括转录组测序、基因表达分析、分子对接和动态模拟等。这些方法的综合应用，不仅提高了研究的准确性，也增强了对基因功能和蛋白结构的理解。例如，通过转录组测序，研究人员能够快速识别出在Dimpropyridaz暴露后发生显著变化的基因，为后续的功能验证提供了目标。而通过分子对接和动态模拟，研究人员能够深入分析Dimpropyridaz与CYP402C18之间的相互作用，揭示其结合模式和关键位点，为后续的药物设计和抗性管理提供了重要的信息。

此外，本研究还强调了对白飞虱基因组和功能基因组的深入研究的重要性。白飞虱的基因组复杂性使其在抗性发展过程中具有高度的可变性，而CYP402C18的发现表明，某些特定的P450基因可能在特定杀虫剂的代谢中发挥重要作用。因此，进一步研究白飞虱的基因组结构及其与环境压力的相互作用，将有助于更全面地理解其抗性机制，并为开发更具针对性的防控措施提供支持。

从生态和农业可持续发展的角度来看，本研究的发现对减少杀虫剂的使用量和优化其使用方式具有重要意义。通过揭示CYP402C18在Dimpropyridaz代谢中的作用，可以为开发低毒、高效且不易诱导抗性的新型杀虫剂提供参考。同时，研究结果也为农业害虫综合治理（IPM）策略的制定提供了科学依据，有助于在不依赖单一杀虫剂的情况下，实现对白飞虱的有效控制。

总的来说，本研究通过系统的实验设计和多学科方法，揭示了白飞虱对Dimpropyridaz的解毒机制，并鉴定出一个关键的P450基因——CYP402C18。这一发现不仅为理解昆虫对新型杀虫剂的抗性提供了新的视角，也为未来害虫管理策略的优化提供了理论支持。随着对白飞虱基因组和功能基因组的进一步研究，预计会有更多与杀虫剂代谢相关的基因被发现，从而推动更精准、可持续的害虫防控技术的发展。