中国农业科学院揭示RNA甲基化促进害虫杀虫剂抗性形成的新机制

2021年5月5日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所张友军团队在《Science Advances》上在线发表了题为“Epitranscriptomic regulation of insecticide resistance”的研究论文，揭示了RNA甲基化调控农业害虫细胞色素P450基因表达，从而促进害虫杀虫剂抗性形成的机制。研究结果不仅拓展了人们对昆虫抗性形成机制的认知，而且为田间害虫抗性监测预警和综合治理提供技术支撑。

研究团队前期通过转录组学研究发现了1个关键抗性细胞色素P450基因（CYP4C64），利用分子生物学和生物化学等手段证实该基因的过量表达是导致烟粉虱对新烟碱类杀虫剂噻虫嗪产生抗性的重要原因。同时对该基因的调控机制也进行了剖析，发现该基因上游的5’-UTR区域存在1个噻虫嗪抗性偏好性突变位点，进一步研究发现该突变位点是RNA甲基化（m6A）的识别位点，并且能够调控该基因的表达。研究结果揭示了害虫RNA甲基化通过调控P450基因表达从而形成抗性的新机制。

该研究一方面发现了全新的抗性P450基因的调控机制，从表观遗传学的水平揭示了mRNA水平的甲基化在烟粉虱对噻虫嗪抗性形成中发挥重要作用；另一方面阐明了5’-UTR的点突变能够影响抗性P450基因的表达，打破了点突变往往发生在杀虫剂靶标受体上的传统概念，为田间广泛发生的解毒抗性基因的调查和检测提供新的思路。