泰国草地贪夜蛾种群对杀虫剂抗性的分子机制监测

推荐：研究人员针对泰国入侵性害虫草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）杀虫剂抗性加剧问题，通过分子靶点突变检测（VGSC/AChE/RyR）和代谢解毒基因（CYP9A亚家族）表达分析，发现新型钠通道突变（M944L/F1005C/I1011M）和乙酰胆碱酯酶F290V突变，证实CYP9A过表达与跨类杀虫剂抗性相关，为东南亚地区害虫综合治理提供关键分子标记。

　　

随着2018年草地贪夜蛾（Fall Armyworm, FAW）入侵泰国，这个取食350多种作物的超级害虫迅速成为玉米产业的噩梦，造成25-40%的产量损失。更棘手的是，当地农民发现常用杀虫剂效果逐渐下降，而泰国90%农药依赖进口，主要来自有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯三大类。这种"武器失灵"现象背后，究竟是害虫产生了靶标突变，还是进化出了代谢解毒能力？这直接关系到数千万吨粮食的安全生产。

为破解这一难题，来自法国农业科学研究院（INRAE）和拜耳公司的跨国团队在《Pesticide Biochemistry and Physiology》发表重要研究。研究人员从泰国五大玉米主产区采集田间种群，通过靶向测序发现钠通道上三个新型突变（M944L/F1005C/I1011M），其中I1011M曾在埃及伊蚊中被证实导致拟除虫菊酯抗性。更令人警惕的是，乙酰胆碱酯酶F290V突变在西部甘烹碧省（KRI）种群中固定频率达80%，体外表达证实该突变使氯吡硫磷-oxon（chlorpyrifos-oxon）的抑制效率降低3倍。

研究采用四大关键技术：1）TaqMan和Sanger测序检测靶点突变；2）杆状病毒系统表达突变型AChE-1并进行酶动力学分析；3）RT-qPCR量化解毒酶（CYP9A亚家族）表达；4）荧光探针法测定转录因子（CncC/Maf）表达水平。

3.1. 靶点突变
在电压门控钠通道（VGSC）中，传统抗性突变（T929I/L932F/L1014F）未检出，但发现新型突变组合F1005C+I1011M在47个个体中共存，可能产生协同抗性。乙酰胆碱酯酶（AChE）的F290V突变呈现地理差异，KRI种群80%为纯合抗性型（RR）。

3.2. AChE功能验证
重组表达实验显示，F290V突变使氨基甲酸酯类（methomyl）的IC₅₀值从0.356 μM升至1.53 μM。而未被泰国种群携带的A201S突变，竟能使甲胺磷（methomyl）抗性提升81.5倍，揭示亚洲种群尚未获得最强抗性基因型。

3.3. 代谢解毒机制
所有田间种群的CYP9A亚家族（如CYP9A31/32）均显著过表达，其中那空沙旺（NSN）种群CYP9A26表达量暴增300倍。这些P450酶可代谢拟除虫菊酯、阿维菌素等多种杀虫剂，而转录因子CncC/Maf的共过表达暗示其调控作用。

3.4. 调控网络
西部种群（KRI）中CncC表达量翻倍，与CYP9A75表达正相关，印证了前期发现的调控关系。但东部呵叻（NRS）种群出现CncC抑制与Maf激活的"矛盾"模式，提示可能存在表观遗传调控。

这项研究首次绘制了泰国FAW抗性分子图谱，揭示出"靶点突变+代谢解毒"的双重威胁。特别是CYP9A亚家族的普遍过表达，意味着单一作用机理杀虫剂可能面临交叉抗性风险。研究建议建立包含CYP9A表达监测的抗性预警体系，并为泰国农业部推荐的氯虫苯甲酰胺（chlorantraniliprole）等双酰胺类杀虫剂的使用提供理论支持——因为未检出相关靶点（RyR）突变。该成果不仅为东南亚害虫治理提供科学依据，更警示全球需警惕入侵物种携带的抗性基因"隐形传播"。