柑橘木虱化学感受蛋白DcCSP4通过结合呋虫胺增强成虫耐受性的分子机制

针对亚洲柑橘木虱（Diaphorina citri）对新型烟碱类杀虫剂呋虫胺（dinotefuran）的耐受机制不明问题，研究人员通过qRT-PCR、RNAi、原核表达及分子对接等技术，发现化学感受蛋白DcCSP4在LC50 剂量下表达显著上调，其与呋虫胺的中等亲和力结合（Ki =24.30 μM）通过范德华力介导，过表达DcCSP4可提升细菌存活率。该研究为害虫抗药性治理提供了新靶点。

　　

柑橘产业正面临一场无声的危机——由亚洲柑橘木虱（Diaphorina citri）传播的黄龙病（HLB）被称为“柑橘癌症”，导致全球柑橘产量锐减。这种昆虫通过唾液传播难培养的韧皮部杆菌Candidatus Liberibacter spp.，染病果树叶片黄化、果实畸形，最终枯死。目前防治主要依赖杀虫剂，但长期滥用导致木虱对吡虫啉等新烟碱类药剂产生抗性。呋虫胺作为第三代新烟碱类杀虫剂，虽对木虱成虫24小时LC₅₀
仅4.23 μg/mL，但其耐受机制尚不明确。化学感受蛋白（CSPs）在昆虫抗药性中的作用近年备受关注，例如棉蚜AgoCSP4可结合氰虫酰胺，但木虱中相关研究仍属空白。

广东省农业科学院的研究团队通过转录组筛选发现，呋虫胺胁迫下木虱成虫DcCSP4基因显著上调。为揭示其功能，研究人员采用qRT-PCR验证表达模式，通过RNAi沉默基因观察表型变化，利用大肠杆菌BL21(DE3)表达重组蛋白DcCSP4，结合荧光竞争结合实验和分子 docking 分析互作机制，最后通过细菌存活实验验证蛋白保护功能。

研究结果

1. DcCSP4序列特征与表达模式
   基因测序显示DcCSP4开放阅读框长396 bp，编码131个氨基酸，具有典型CSP家族的四半胱氨酸结构。qRT-PCR证实LC₅₀
   剂量呋虫胺处理使成虫DcCSP4表达量提升3.2倍，暗示其参与应激响应。

2. RNAi增强杀虫剂敏感性
   注射dsDcCSP4后72小时，基因表达抑制率达61%，此时呋虫胺对木虱的致死中浓度降低38%，证实DcCSP4缺失会削弱耐受性。

3. 蛋白结合特性解析
   纯化的重组DcCSP4与呋虫胺结合K_i
   值为24.30 μM，属于中等亲和力。分子对接显示结合位点主要由缬氨酸Val²⁵
   和苯丙氨酸Phe³⁶
   构成，通过范德华力稳定相互作用。

4. 细菌保护实验
   转染DcCSP4的E. coli在100 mg/L呋虫胺中存活率比对照组高2.3倍，直接证明该蛋白的解毒功能。

结论与意义
该研究首次阐明DcCSP4通过“表达上调-结合滞留-降低有效浓度”的分子通路促进呋虫胺耐受，其作用模式不同于传统代谢酶解毒机制。这一发现不仅为田间抗性监测提供分子标记（如DcCSP4表达量可作为抗性早期预警指标），还为设计CSP抑制剂类增效剂开辟了新思路。未来可针对Val²⁵
等关键位点开发小分子阻断剂，实现与传统杀虫剂的协同应用。论文发表于《Pesticide Biochemistry and Physiology》，为昆虫抗药性研究提供了范式转移的典型案例。