CncC/Keap1信号通路在节肢动物农药抗性中的关键作用与机制研究

本综述针对CncC/Keap1信号通路在节肢动物农药代谢抗性中的作用进行了系统性评估。研究人员通过分析多物种证据，发现该通路通过调控解毒基因表达介导抗性，但缺乏直接遗传证据。研究强调了结合遗传定位和反向遗传学方法解析抗性机制的重要性，为可持续害虫治理策略提供了理论基础。

　　

在农业生产和公共卫生领域，节肢动物害虫对化学农药的抗性演化已成为全球性挑战。随着杀虫剂使用量持续增加，害虫种群通过代谢解毒、靶标突变等机制逃逸化学控制，其中代谢抗性涉及多种解毒酶系的表达调控，但其遗传基础尚不明确。近年来，研究发现昆虫和螨类中保守的CncC/Keap1信号通路（类似于哺乳动物的Nrf2系统）可能通过调控抗氧化和解毒基因表达参与抗性形成，然而这一假说缺乏直接遗传证据支持。为此，研究人员对现有文献进行批判性综述，旨在评估CncC/Keap1通路在节肢动物农药抗性中的实证基础，并探讨其生理整合性与进化意义。该综述发表于《Insect Biochemistry and Molecular Biology》，为理解抗性演化和开发新型防控策略提供了重要见解。

研究主要采用多物种比较分析、RNA干扰(RNAi)功能验证、荧光素酶报告基因检测、转录组学及遗传关联分析等方法，结合实验室选育和田间抗性种群样本，系统评估了CncC/Keap1通路在果蝇、蚊子、甲虫、蛾类和螨类等节肢动物中的表达模式与抗性表型关联。

2. What Genetic Evidence Is There to Support a Role of CncC in Metabolic Resistance?

本节通过梳理双翅目、鞘翅目、鳞翅目和螨类的研究案例，发现尽管多物种中存在CncC及其伙伴基因Maf的组成型上调，且RNAi敲低证实其对解毒基因表达及抗性表型的影响，但直接因果突变尚未明确。例如果蝇中转座子插入增加CncC结合位点可增强jheh1表达，而家蝇中IS1元件插入促进CYP6G4 overexpression，但调控CncC本身表达的trans因子突变仍未发现。

2.1. Diptera

果蝇品系91R和Wisconsin对DDT抗性与CYP6A2上调相关，遗传定位提示染色体3存在trans因子，但CncC和Keap1编码区无突变。类似地，按蚊和伊蚊中CncC通路激活与抗性相关，但遗传基础未明。

2.2. Coleoptera

赤拟谷盗QTC279品系中CncC上调22倍，驱动CYP6BQ9 overexpression，导致对溴氰菊酯抗性；马铃薯甲虫中CncC在成虫期高表达，调控P450和ABC转运蛋白参与吡虫啉代谢。

2.3. Lepidoptera

甜菜夜蛾HZ16种群对毒死蜱抗性中CncC和Maf上调，调控GST和P450基因表达；斜纹夜蛾对茚虫威抗性品系中CncC表达升高且诱导持续时间延长。

2.4. Mites

朱砂叶螨FeR品系中CncC表达升高400倍，影响CYP基因表达和氟丙菊酯抗性，但钠通道kdr突变共存，CncC贡献相对有限。

3. Oxidative stress, energy metabolism and CncC/Keap1 signalling

抗氧化应激与能量代谢紊乱可激活CncC通路：褐飞虱抗吡虫啉品系中活性氧(ROS)水平升高，AKH激素下调，而NAD+前体烟酰胺缺乏可能通过AMPK磷酸化激活CncC；家蚕和昆虫中PI3K/Akt信号及FoxO转录因子也可调控CncC表达，表明能量应激与氧化平衡是通路上游重要调节者。

4. CncC/Keap1: a signal-integrating and pleiotropic transcription system, consequences for resistance, fitness costs and trade-offs

CncC/Keap1通路具有显著多效性：在果蝇和甲虫中参与蜕皮激素(ecdysone)合成和幼激素(JH)降解，影响发育时序；在成虫期调控卵黄发生，但持续激活可能导致繁殖代价。例如烟粉虱中MAPK磷酸化CncC虽提升CYP6CM1介导的抗性，但抑制生殖基因表达；赤拟谷盗中AMPK磷酸化CncC引起激素失衡，降低适合度。螨类中CncC过表达亦关联繁殖变化，显示抗性进化的潜在权衡。

5. Conclusions

综述结论强调，CncC/Keap1通路在节肢动物农药抗性中扮演核心调控角色，但其组成型激活的遗传机制尚未解析。现有证据多基于相关性和功能验证，缺乏突变-表型因果链证明。未来需整合遗传定位（如QTL、eQTL）、群体基因组学及反向遗传学，揭示trans调控变异和生理网络互作。同时，通路多效性提示抗性进化伴随适合度代价，需从系统生物学视角探索补偿机制。该研究为靶向CncC/Keap1的害虫治理策略提供了理论依据，但强调任何干预需权衡抗性管理与生态代价。