全基因组测序揭示斜纹夜蛾鱼尼丁受体新型突变P4568L与Y4701D介导对氯虫苯甲酰胺的高水平抗性

　　本研究通过全基因组测序与连锁分析，首次发现斜纹夜蛾（Spodoptera litura）鱼尼丁受体（RyR）基因中的P4568L和Y4701D双突变组合可导致对氯虫苯甲酰胺（chlorantraniliprole）高达1078倍的抗性，并开发出可监测田间种群抗性突变的分子诊断技术，为抗性治理提供关键工具。

　　

引言

斜纹夜蛾（Spodoptera litura）是一种广泛分布于亚洲和大洋洲热带与亚热带地区的多食性农业害虫，对棉花、蔬菜及豆类等超过120种寄主植物造成严重危害。该害虫已对包括有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类以及新型杀虫剂如氯虫苯甲酰胺在内的多种杀虫剂产生抗性，给害虫治理带来巨大挑战。近年来，在澳大利亚西北部田间采集的斜纹夜蛾种群（BM28x）对氯虫苯甲酰胺的敏感性比实验室敏感品系降低了1000倍以上，亟需阐明其抗性机制并开发分子诊断方法。

材料与方法

研究使用了氯虫苯甲酰胺敏感品系（KSL）和抗性品系（BM28x）。通过建立两个杂交家系（K5和K12），利用全基因组测序技术进行连锁分析。采用 discriminating dose（判别剂量）生物测定法筛选F₂代存活个体，并通过全基因组测序（平均测序深度：F₀和F₁为40.8×，F₂为20.3×）鉴定与抗性表型完全连锁的遗传变异。利用BWA、SAMtools、freebayes和snpEff等生物信息学工具进行序列比对、变异检测及功能注释。同时，基于rhAmp? SNP基因分型技术开发了针对P4568L和Y4701D突变的分子诊断方法。

结果

全基因组测序与连锁分析将抗性基因定位至第26号染色体上一个453,369 bp的区域（位置：5,792,555–6,245,923）。在该区域内鉴定出6个非同义单核苷酸多态性（SNP），其中位于鱼尼丁受体（RyR）基因上的两个突变——P4568L（由CCA变为CTA，第4498位脯氨酸变为亮氨酸）和Y4701D（由TAC变为GAC，第4632位酪氨酸变为天冬氨酸）——被确认为导致高水平抗性的关键突变。分子诊断验证显示，这两个突变在澳大利亚西部（WA）和北部地区（NT）的田间种群中广泛分布，突变等位基因频率分别达0.175和0.483，而在昆士兰（QLD）种群中未检测到。

讨论

鱼尼丁受体是双酰胺类杀虫剂的主要作用靶标，其跨膜结构域S1–S4构成的结合口袋是杀虫剂分子的关键作用位点。Y4701D突变位于假电压传感器域（pVSD）的TM2区域，此前仅在二化螟（Chilo suppressalis）和稻纵卷叶螟（Cnaphalocrocis medinalis）中有报道，本研究首次在夜蛾科昆虫中发现该突变与抗性相关。P4568L突变则位于S0跨膜螺旋的环区，邻近已知的抗性相关区域。两者组合可能通过改变结合口袋的电荷分布及空间构象，显著降低杀虫剂与靶标的亲和力，从而产生协同抗性效应。该抗性为不完全隐性遗传，分子检测可在抗性表型显现前早期发现杂合子个体，为抗性监测与治理提供前瞻性策略。

结论

本研究通过全基因组测序技术成功揭示了斜纹夜蛾对氯虫苯甲酰胺产生高水平抗性的分子机制——RyR基因上的P4568L和Y4701D双突变组合，并建立了快速、准确的分子检测方法。这一发现不仅深化了对双酰胺类杀虫剂抗性机制的理解，也为田间抗性监测与综合治理提供了关键技术支撑，对保障农业生产的可持续发展具有重要意义。