





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (5): 1008-1019.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.05.007
收稿日期:2025-11-19
接受日期:2025-12-29
出版日期:2026-03-01
发布日期:2026-03-06
通信作者:
联系方式:
张琪,E-mail:13468172235@163.com。
基金资助:
ZHANG Qi(
), CHEN ErHu(
), SUN DeHong, TANG PeiAn(
)
Received:2025-11-19
Accepted:2025-12-29
Published:2026-03-01
Online:2026-03-06
摘要:
【背景】 谷胱甘肽S-转移酶(GST)作为昆虫体内的重要代谢酶类,在害虫对化学药剂耐受性的形成中发挥重要作用。甲酸乙酯因具有高效、低毒和低残留等特点,被视为具有应用潜力的绿色储粮熏蒸剂。【目的】 分析锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)谷胱甘肽S-转移酶基因CfGSTe1和CfGSTd1与甲酸乙酯耐受性之间的关系,阐明锈赤扁谷盗对甲酸乙酯耐受性的分子机制。【方法】 以不同磷化氢抗性水平的锈赤扁谷盗为材料,测定其对甲酸乙酯的药剂敏感性。通过顺丁烯二酸二乙酯协同试验,评估其对甲酸乙酯熏蒸杀虫作用的增效效应,并分析甲酸乙酯处理对GST活性的影响。基于锈赤扁谷盗转录组数据鉴定获得两个关键谷胱甘肽S-转移酶基因(CfGSTe1和CfGSTd1),并进行氨基酸序列和系统发育分析。进一步利用实时荧光定量PCR解析两基因的时空表达特征及其在甲酸乙酯熏蒸胁迫下的转录响应变化。最后,通过RNA干扰(RNAi)技术分别沉默CfGSTe1和CfGSTd1,分析其对锈赤扁谷盗甲酸乙酯耐受性的影响。【结果】 生物测定结果表明,不同磷化氢抗性水平的锈赤扁谷盗对甲酸乙酯敏感性无显著差异,证实两种熏蒸剂间不存在交互抗性。增效剂顺丁烯二酸二乙酯可显著提高甲酸乙酯的熏蒸杀虫活性,且在药剂胁迫下锈赤扁谷盗GST活性显著升高。序列及进化树分析表明CfGSTe1和CfGSTd1分别编码216和215个氨基酸,均含有GST催化活性保守位点,属于Epsilon和Delta家族。实时荧光定量PCR结果显示,两基因均在成虫阶段显著高表达,主要在中肠、脂肪体和马氏管中表达,并可被甲酸乙酯熏蒸显著诱导。通过RNAi技术分别有效沉默CfGSTe1和CfGSTd1后,锈赤扁谷盗对甲酸乙酯耐受性显著降低,表现为熏蒸处理后成虫死亡率明显升高。【结论】 谷胱甘肽S-转移酶基因CfGSTe1和CfGSTd1可能在锈赤扁谷盗对甲酸乙酯解毒代谢过程中发挥重要作用,暗示其与昆虫甲酸乙酯耐受性间存在密切关系。
张琪, 陈二虎, 孙德宏, 唐培安. 锈赤扁谷盗谷胱甘肽S-转移酶基因CfGSTe1和CfGSTd1与甲酸乙酯耐受性关系[J]. 中国农业科学, 2026, 59(5): 1008-1019.
ZHANG Qi, CHEN ErHu, SUN DeHong, TANG PeiAn. Relationship Between Glutathione S-Transferase Genes CfGSTe1 and CfGSTd1 and Ethyl Formate Tolerance in Cryptolestes ferrugineus[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(5): 1008-1019.
表1
不同地理种群锈赤扁谷盗磷化氢敏感性"
| 种群Population | 经纬度<BOLD>L</BOLD>ongitude and latitude | 采集时间Collection time | 抗性倍数Resistance ratio | 抗性水平Resistance level |
|---|---|---|---|---|
| SH | 31.25° N, 121.46° E | 2021-06 | 1.4 | 低抗Low resistance |
| ST | 28.72° N, 112.81° E | 2021-08 | 14.0 | 中抗Moderate resistance |
| XY | 28.62° N, 112.94° E | 2021-08 | 45.8 | 高抗High resistance |
表2
本研究RT-qPCR所用引物序列"
| 引物名称Primer name | 引物序列Primer sequence (5′ to 3′) | 决定系数Determination coefficient (R2) | 扩增效率Amplification efficiency (%) |
|---|---|---|---|
| CfGSTe1-F | TACTGAACGACTACCAACT | 1.000 | 92.38 |
| CfGSTe1-R | GCATTTCCTTAATCCATTCG | 0.998 | 101.87 |
| CfGSTd1-F | CTTGCTGATTTGGCTTTGG | 0.996 | 92.76 |
| CfGSTd1-R | CATTGGCTTCTTCGTAACC | 0.999 | 93.29 |
| RPS13-F | ATCCGTAAGCATTTGGAACG | 0.996 | 99.19 |
| RPS13-R | AGCCACTAAGGCTGAAGCTG | 0.998 | 102.74 |
| EF1α-F | CCAGGCATGGTAGTGACCTT | 0.991 | 94.26 |
| EF1α-R | TTGGAGGGTTGTTTTTGGAG | 0.993 | 97.76 |
表3
本研究所用dsRNA合成引物序列"
| 引物名称 Primer name | 引物序列 Primer sequence (5′ to 3′) |
|---|---|
| dsCfGSTe1-F | ggatcctaatacgactcactataggCATACTGTTCCCACTTT |
| dsCfGSTe1-R | ggatcctaatacgactcactataggCACCAAACTGAAATCTG |
| dsCfGSTd1-F | ggatcctaatacgactcactataggGGAGAACACCTTACACCAGAA |
| dsCfGSTd1-R | ggatcctaatacgactcactataggTTGACCTTAGCGTACCACTT |
| dsGFP-F | ggatcctaatacgactcactataggATGGTGAGCAAGGGCGAGA |
| dsGFP-R | ggatcctaatacgactcactataggTTACTTGTACAGCTCGTCCA |
图5
CfGSTe1和CfGSTd1的时空表达模式 A、B:CfGSTe1、CfGSTd1在不同发育时期的表达量The expression levels of CfGSTe1, CfGSTd1 at different developmental stages(L1:1龄幼虫1st instar larva,L3:3龄幼虫3rd instar larva,L5:5龄幼虫5th instar larva,P:蛹Pupa,A:成虫Adult);C:CfGSTe1、CfGSTd1在不同组织中的表达量The expression levels of CfGSTe1, CfGSTd1 in different tissues(H:头Head,TH:胸Thorax,AD:腹Abdomen,MG:中肠Midgut,MT:马氏管Malpighian tubules,FB:脂肪体Fat body)"
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