不同抗性遺傳背景棉蚜氟啶蟲胺腈及啶蟲脒抗性品系轉(zhuǎn)錄組分析

摘 要：【目的】研究不同抗性遺傳背景棉蚜對氟啶蟲胺腈和啶蟲脒抗性機(jī)制差異。

【方法】利用Illumina高通量測序技術(shù)，分別對2個(gè)不同抗性遺傳背景棉蚜（莎車縣和精河縣）的田間初始品系、啶蟲脒抗性品系和氟啶蟲胺腈抗性品系進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，利用生物信息學(xué)方法比較分析2個(gè)不同抗性遺傳背景棉蚜種群各品系差異表達(dá)基因。

【結(jié)果】莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系分別有806個(gè)和149個(gè)基因差異表達(dá)；精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系與精河縣的田間初始品系相比分別有233個(gè)和160個(gè)基因差異表達(dá)。在莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系中，CYP6CY59、CYP6DC1和CYP380C45均上調(diào)表達(dá)，CYP6CY12和CYP380C46均下調(diào)表達(dá)；在精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系中，CYP380C46均上調(diào)表達(dá)，CYP6DC1均下調(diào)表達(dá)。此外，CYP380C45在莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系、精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和莎車縣啶蟲脒抗性品系中均上調(diào)表達(dá)；CYP6DC1在莎車縣2個(gè)抗性品系中上調(diào)表達(dá)，但在精河縣2個(gè)抗性品系中下調(diào)表達(dá)；相反，CYP380C46在精河縣2個(gè)抗性品系中上調(diào)表達(dá)，但在莎車縣2個(gè)抗性品系中下調(diào)表達(dá)。

【結(jié)論】有多個(gè)P450基因參與棉蚜對氟啶蟲胺腈和啶蟲脒的抗性。相同抗性遺傳背景的棉蚜氟啶蟲胺腈與啶蟲脒抗性品系之間差異表達(dá)的P450基因存在差異，而且不同抗性遺傳背景棉蚜的氟啶蟲胺腈抗性品系之間以及啶蟲脒抗性品系之間差異表達(dá)的P450基因也存在差異。

關(guān)鍵詞：棉蚜；抗性；差異表達(dá)基因

中圖分類號：S41"" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"" 文章編號：1001-4330（2024）12-3078-11

0 引 言

【研究意義】棉蚜Aphis gossypii是棉花重要害蟲之一^［1，2］?；瘜W(xué)防治不當(dāng)可導(dǎo)致棉蚜對有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類和新煙堿類殺蟲劑產(chǎn)生抗性^［3］。由于新疆各棉區(qū)生態(tài)環(huán)境不同、棉花田間管理差異較大，不同地域棉蚜對新煙堿類殺蟲劑抗性差異明顯。因此，研究不同抗性遺傳背景棉蚜抗藥性機(jī)制差異性，對新疆棉蚜的合理防治及抗藥性治理有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】解毒代謝能力增強(qiáng)和靶標(biāo)敏感性下降是棉蚜抗新煙堿類殺蟲劑兩個(gè)主要機(jī)制^［4］。涉及棉蚜對新煙堿類殺蟲劑解毒代謝的酶和蛋白主要包括細(xì)胞色素P450多功能氧化酶（Cytochrome P450 monooxygenases，P450）、UDP-葡糖基轉(zhuǎn)移酶（Uridine diphosphate glycosyltransferases，UGT）和ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ATP-binding cassette transporters）。以往研究已證實(shí)P450基因、UGT基因和ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的過量表達(dá)是棉蚜對新煙堿類殺蟲劑產(chǎn)生抗性的重要原因^［5-7］。另外，煙堿型乙酰膽堿受體（nicotinic acetylcholine receptor，nAChR）是新煙堿類殺蟲劑的作用靶標(biāo)^［8］，nAChR靶標(biāo)位點(diǎn)突變是棉蚜對新煙堿類殺蟲劑產(chǎn)生抗性的重要機(jī)制^［9］。棉蚜nAChR β1亞基環(huán)D區(qū)域發(fā)生R81T、L80S、K264E和V62I突變涉及棉蚜對吡蟲啉抗性^［10-13］，而且棉蚜nAChR β1、α1、α4-1、α4-2、α5和α7亞基表達(dá)顯著下降也會導(dǎo)致棉蚜對新煙堿類殺蟲劑抗性上升^［14］。【本研究切入點(diǎn)】氟啶蟲胺腈是一種砜亞胺類殺蟲劑，被抗殺蟲劑行動委員會（Insecticide Resistance Action Committee）歸為4C類^［15］。氟啶蟲胺腈作為一種重要的替代殺蟲劑被廣泛用于防治粉虱類、飛虱類、蚜蟲類等刺吸式害蟲^［16］。盡管氟啶蟲胺腈是一種nAChR競爭性調(diào)節(jié)劑^［16］，但其與解毒代謝酶和nAChR相互作用方式不同于啶蟲脒和吡蟲啉等新煙堿類殺蟲劑（4A 類）^{［15，17］}。棉蚜地理種群差異而形成抗藥性遺傳背景不同可能影響其對殺蟲劑抗性機(jī)制，而且棉蚜對不同殺蟲劑抗性機(jī)制可能也存在差異。需選取不同抗性遺傳背景棉蚜的氟啶蟲胺腈和啶蟲脒抗性品系進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序及差異基因比較，探明不同抗性遺傳背景棉蚜對氟啶蟲胺腈和啶蟲脒的抗性機(jī)制差異?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究利用Illumina高通量測序技術(shù)，分別對2個(gè)不同抗性遺傳背景棉蚜（莎車縣和精河縣）的田間初始品系、啶蟲脒抗性品系和氟啶蟲胺腈抗性品系進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，利用生物信息學(xué)方法比較分析2個(gè)不同抗性遺傳背景棉蚜種群各品系差異表達(dá)基因，研究不同抗性遺傳背景棉蚜對啶蟲脒和氟啶蟲胺腈抗性機(jī)制差異，為棉蚜抗藥性治理提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

2個(gè)棉蚜田間品系于2019年7月分別采自新疆莎車縣（77°281′E，38°546′N）和精河縣（82°896′E，44°588′N）棉田，在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院廊坊科研中試基地溫室用棉花幼苗飼養(yǎng)，飼養(yǎng)條件為溫度（26 ± 5）℃，70%±10% RH，光周期16∶8 L/D。棉花品種為中棉49，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花所提供。每個(gè)田間種群分別被分為3個(gè)品系，第1個(gè)品系被連續(xù)暴露于氟啶蟲胺腈24代，作為氟啶蟲胺腈抗性品系；第2個(gè)品系被連續(xù)暴露于抗啶蟲脒24代，作為啶蟲脒抗性品系；第3個(gè)品系不接觸任何殺蟲劑，作為田間初始品系進(jìn)行飼養(yǎng)，共6個(gè)品系，即：莎車縣田間初始品系（Yarkant-FS）、莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系（Yarkant-SulR）、莎車縣啶蟲脒抗性品系（Yarkant-AceR）、精河縣田間初始品系（Jinghe-FS）、精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系（Jinghe-SulR）、精河縣啶蟲脒抗性品系（Jinghe-AceR）。

1.2 方 法

1.2.1 RNA提取及測序

在莎車縣和精河縣的田間初始品系、氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系中，分別隨機(jī)選取體型一致的無翅成蚜40頭，分裝于1.5 mL RNase-free 離心管，迅速液氮處理，并置于-80℃低溫冰箱保存。每個(gè)品系3個(gè)重復(fù)，共計(jì)6品系18個(gè)樣品。采用Trizol法提取樣品RNA，通過NanoDrop 2000超微量分光光度計(jì)檢測RNA純度及濃度，利用Agient 2100生物分析儀檢測RNA完整性，采用Illumina NovaSeq6000測序平臺進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序。轉(zhuǎn)錄組測序委托北京百邁客生物科技有限公司完成。

1.2.2 測序數(shù)據(jù)評估、組裝及功能注釋

通過去除原始數(shù)據(jù)中含有接頭的和低質(zhì)量的Reads（N比例大于10%和質(zhì)量值Q≤10的堿基數(shù)占整條Read50%以上的Reads），獲得可后續(xù)分析的高質(zhì)量Clean Data。利用HISAT2系統(tǒng)^［18］將Clean Data與棉蚜基因組數(shù)據(jù)（NCBI： ASM2018417v2）進(jìn)行比對，獲得Mapped data。隨后，通過StringTie軟件 ^［19］對Mapped data進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組組裝。最后，通過BLAST^［20］在Non-redundant protein sequences（NR） ^［21］，Swiss-Prot ^［22］，Gene ontology（GO）^［23］，Database of clusters of orthologous genes（COG）^［24］，KOG^［25］，Protein families database（Pfam）^［26］，Kyoto encyclopedia of genes and genomes（KEGG）^［27］和Evolutionary genealogy of genes： Non-supervised orthologous groups databases（eggNOG）^［28］數(shù)據(jù)庫進(jìn)行序列比對，獲得功能注釋。

1.2.3 基因差異表達(dá)

標(biāo)準(zhǔn)化樣品中Mapped Reads數(shù)目和轉(zhuǎn)錄本長度，并以FPKM（Fragments per kilobase of transcript per million fragments mapped）^［29］作為基因表達(dá)水平指標(biāo)。通過DESeq2^［30］對樣品組間進(jìn)行差異表達(dá)分析，以|log2 Fold change| ≥ 1且FDR（False Discovery Rate）lt; 0.05作為篩選差異表達(dá)基因的標(biāo)準(zhǔn)，并對差異表達(dá)基因進(jìn)行GO功能分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 測序數(shù)據(jù)評估

研究表明，測序數(shù)據(jù)經(jīng)過去除含有接頭序列和低質(zhì)量序列，莎車縣田間初始品系、氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系9個(gè)樣品共獲得55.53 Gb Clean Data，各樣品Clean Data均達(dá)到5.84 Gb，Q30堿基百分比均在94.32%以上，共計(jì)185 620 518個(gè)Clean reads；精河縣田間初始品系、氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系9個(gè)樣品共獲得56.03 Gb Clean Data，各樣品Clean Data均達(dá)到5.81 Gb，Q30堿基百分比在93.15%以上，共計(jì)190 527 062個(gè)Clean reads。表1

2.2 測序數(shù)據(jù)與參考基因組比對效率

研究表明，與棉蚜參考基因組序列（NCBI： ASM2018417v2）比對，莎車縣3個(gè)品系9個(gè)樣品的Clean Reads對比效率在92.74% ～ 96.11%，唯一比對讀數(shù)占總讀數(shù)比例在87.78% ～ 92.94%，多位點(diǎn)比對度數(shù)占總讀數(shù)比例在2.56% ～ 7.14%；精河縣3個(gè)品系9個(gè)樣品的Clean Reads對比效率在80.02% ～ 90.46%，唯一比對讀數(shù)占總讀數(shù)比例在75.85% ～ 85.73%，多位點(diǎn)比對度數(shù)占總讀數(shù)比例在4.17% ～ 4.86%。表2

2.3 差異表達(dá)基因

研究表明，莎車縣氟啶蟲胺腈品系相對其田間初始品系共有806條基因差異表達(dá)，其中434條基因顯著性上調(diào)表達(dá)，372條基因顯著性下調(diào)表達(dá)（圖1A）；啶蟲脒抗性品系相對其田間初始品系共有149條基因差異表達(dá)，其中92條基因顯著性上調(diào)表達(dá)，57條基因顯著性下調(diào)表達(dá)（圖1B）。圖1

精河縣氟啶蟲胺腈品系相對其田間初始品系共有233條基因差異表達(dá)，其中140條基因顯著性上調(diào)表達(dá)，93條基因顯著性下調(diào)表達(dá)（圖2A）；啶蟲脒抗性品系相對其田間初始品系共有160條基因差異表達(dá)，其中有75條基因顯著性上調(diào)表達(dá)，85條基因顯著性下調(diào)表達(dá)（圖2B）。圖2

2.4 差異表達(dá)基因GO功能分類

研究表明，莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系差異表達(dá)基因經(jīng)GO功能分類，參與生物過程（biological process）的差異表達(dá)基因數(shù)目最多，其次為分子功能（molecular function），最少為細(xì)胞組件（cellular component）。與莎車縣田間初始品系相比，莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系在生物過程中差異基因888個(gè)，主要分布于細(xì)胞過程（cellular process）（上調(diào)114個(gè)，下調(diào)110個(gè)）和代謝過程（metabolic process）（上調(diào)103個(gè)，下調(diào)99個(gè)）；在分子功能中，差異基因516個(gè)，主要分布于細(xì)胞結(jié)合（binding）（上調(diào)125個(gè)，下調(diào)96個(gè)）和催化活性（catalytic activity）（上調(diào)91個(gè)，下調(diào)103個(gè)）；在細(xì)胞組件中，差異基因351個(gè)，主要分布于細(xì)胞解剖實(shí)體（cellular anatomical entity）（上調(diào)105個(gè)，下調(diào)94個(gè)）和細(xì)胞內(nèi)（intracellular）（上調(diào)59個(gè)，下調(diào)47個(gè)）（圖3A）。莎車縣啶蟲脒抗性品系在生物過程中差異基因175個(gè)，主要分布于代謝過程（上調(diào)29個(gè)，下調(diào)19個(gè)）和細(xì)胞過程（上調(diào)33個(gè)，下調(diào)10個(gè)）；在分子功能中，差異基因114個(gè)，主要分布于細(xì)胞結(jié)合（上調(diào)30個(gè)，下調(diào)11個(gè)）和催化活性（上調(diào)29個(gè)，下調(diào)18個(gè)）；在細(xì)胞組件中，差異基因67個(gè)，主要分布于細(xì)胞解剖實(shí)體（上調(diào)25個(gè)，下調(diào)11個(gè)）和細(xì)胞內(nèi)（上調(diào)15個(gè)，下調(diào)7個(gè)）（圖3B）。圖3

精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系差異表達(dá)基因經(jīng)GO功能分類，差異表達(dá)基因數(shù)目由高到低依次為生物過程、細(xì)胞組件和分子功能。與精河縣田間初始品系相比，精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系在生物過程中差異表達(dá)基因166個(gè)，主要分布于單生物過程（single-organism process）（上調(diào)30個(gè)，下調(diào)20）和細(xì)胞過程（cellular process）（上調(diào)25個(gè)，下調(diào)11）；細(xì)胞組件中差異表達(dá)基因166個(gè)，主要分布于膜（membrane）（上調(diào)10個(gè)，下調(diào)16個(gè)）和細(xì)胞（Cell）（上調(diào)21個(gè)，下調(diào)7個(gè)）；分子功能差異表達(dá)基因128個(gè)，主要分布于細(xì)胞結(jié)合（上調(diào)29個(gè)，下調(diào)23個(gè)）和催化活性（上調(diào)19個(gè)，下調(diào)18個(gè)）（圖4A）。精河縣啶蟲脒抗性品系生物過程中差異表達(dá)基因217個(gè)，主要分布于單生物過程（上調(diào)18個(gè)，下調(diào)22）和細(xì)胞過程（上調(diào)11個(gè)，下調(diào)23）；細(xì)胞組件中差異表達(dá)基因149個(gè)，主要分布于細(xì)胞部分（cell part）（上調(diào)15個(gè)，下調(diào)16個(gè)）和細(xì)胞器（organelle）（上調(diào)9個(gè)，下調(diào)15個(gè)）；分子功能差異表達(dá)基因95個(gè)，主要分布于細(xì)胞結(jié)合（上調(diào)17個(gè)，下調(diào)35個(gè)）和催化活性（上調(diào)12個(gè)，下調(diào)17個(gè)）（圖4B）。圖4

2.5 莎車縣與精河縣各抗性品系轉(zhuǎn)錄組中P450基因的表達(dá)差異

研究表明，與莎車縣田間初始品系相比，莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系顯著上調(diào)和下調(diào)表達(dá)的P450基因數(shù)目均多于啶蟲脒抗性品系。氟啶蟲胺腈抗性品系中，6個(gè)P450基因顯著上調(diào)表達(dá)，即：CYP6CY59、CYP6CY20、CYP6DC1、CYP6CY13、CYP380C44和CYP380C45；3個(gè)P450基因顯著下調(diào)表達(dá)，即：CYP18A1、CYP6CY12和CYP380C46。啶蟲脒抗性品系中，3個(gè)P450基因顯著上調(diào)表達(dá)，即：CYP6CY59、CYP6DC1和CYP380C45；2個(gè)P450基因顯著下調(diào)表達(dá)，即：CYP6CY12和CYP380C46。與精河縣田間初始品系相比，精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系顯著上調(diào)和下調(diào)表達(dá)的P450基因數(shù)目均多于啶蟲脒抗性品系。氟啶蟲胺腈抗性品系中，3個(gè)P450基因顯著上調(diào)表達(dá)，即：CYP6CY24、CYP380C46和CYP380C45；1個(gè)P450基因顯著下調(diào)表達(dá)，即：CYP6DC1。啶蟲脒抗性品系中，CYP6CY9和CYP380C46顯著上調(diào)表達(dá)，CYP6DC1顯著下調(diào)表達(dá)。表3

3 討 論

3.1

不同地域的環(huán)境、害蟲管理和殺蟲劑使用習(xí)慣的不同，包括殺蟲劑種類、施藥量和施藥頻率，使得不同地域棉蚜田間種群對新煙堿類殺蟲劑抗性存在差異^［31］，不同地域棉蚜種群具有不同的抗性抗性遺傳背景。啶蟲脒與氟啶蟲胺腈都是煙堿型乙酰膽堿受體激動劑，然而氟啶蟲胺腈作用機(jī)制有別于啶蟲脒等新煙堿類殺蟲劑^［32］。

相同抗性遺傳背景下，氟啶蟲胺腈抗性品系差異表達(dá)基因數(shù)量要多于啶蟲脒抗性品系。莎車縣氟啶蟲胺腈品系和啶蟲脒抗性品系分別有806個(gè)（上調(diào)434個(gè)，下調(diào)372個(gè)）和149個(gè)（上調(diào)92個(gè)，下調(diào)57個(gè)）基因差異表達(dá)，精河縣氟啶蟲胺腈品系和啶蟲脒抗性品系分別有233個(gè)（上調(diào)140個(gè)，下調(diào)93個(gè)）和160個(gè)（上調(diào)75個(gè)，下調(diào)85個(gè)）基因差異表達(dá)。產(chǎn)生關(guān)于殺蟲劑抗性和關(guān)鍵生活史性狀的能量權(quán)衡^［33-35］。由于莎車縣和精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系差異表達(dá)基因均多于啶蟲脒抗性品系，氟啶蟲胺腈品系可能伴隨著更高的能量消耗，這種能量的高消耗導(dǎo)致了氟啶蟲胺腈抗性品系適合度低于啶蟲脒抗性品系^［36］。

3.2

經(jīng)GO功能分析，莎車縣、精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系差異表達(dá)基因在生物過程、分子功能和細(xì)胞組件中分布不同。莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系差異表達(dá)基因分布由高到低依次為生物過程、分子功能和細(xì)胞組件，而精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系差異表達(dá)基因分布由高到低依次為生物過程、細(xì)胞組件和分子功能。除此之外，在生物過程、分子功能和細(xì)胞組件中的具體分布亦有所不同。莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系差異表達(dá)基因在生物過程中主要分布于細(xì)胞過程和代謝過程，在分子功能中主要分布于細(xì)胞結(jié)合和催化活性，在細(xì)胞組件中主要分布于細(xì)胞解剖實(shí)體和細(xì)胞內(nèi)。精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系差異表達(dá)基因在生物過程中差異表達(dá)基因主要分布于單生物過程和細(xì)胞過程，分子功能差異表達(dá)基因主要分布于細(xì)胞結(jié)合和催化活性。在細(xì)胞組件中，精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系差異表達(dá)基因主要分布于膜和細(xì)胞，而啶蟲脒抗性品系差異表達(dá)基因主要分布于細(xì)胞部分和細(xì)胞器。

3.3

細(xì)胞色素P450多功能氧化酶是害蟲重要的解毒酶。以往大量研究已經(jīng)證實(shí)棉蚜^{［5，37，38］}、桃蚜^［39］、煙粉虱^［40］和褐飛虱^［41］等害蟲對新煙堿類殺蟲劑抗性發(fā)展與部分P450基因過量表達(dá)有關(guān)?；谵D(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，研究對莎車縣和精河縣棉蚜種群的P450相關(guān)基因進(jìn)行了篩選。在4個(gè)抗性品系共涉及差異表達(dá)P450相關(guān)基因11個(gè)，莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系差異表達(dá)P450相關(guān)基因分別為9個(gè)（6個(gè)上調(diào)，3個(gè)下調(diào)）和5個(gè)（3個(gè)上調(diào)，2個(gè)下調(diào)），精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系差異表達(dá)P450相關(guān)基因分別為4個(gè)（3個(gè)上調(diào)，1個(gè)下調(diào)）和3個(gè)（2個(gè)上調(diào)，1個(gè)下調(diào)）。莎車縣和精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系顯著上調(diào)表達(dá)P450相關(guān)基因數(shù)量多于2個(gè)啶蟲脒抗性品系，而且莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品顯著上調(diào)表達(dá)P450相關(guān)基因數(shù)量均分別多于精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系。此外，CYP380C45均在莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系、莎車縣啶蟲脒抗性品系和精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系中顯著上調(diào)表達(dá)。CYP380C46在莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系中均顯著下調(diào)表達(dá)，卻在精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系均顯著上調(diào)表達(dá)。相反，CYP6DC1在莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系中均顯著上調(diào)表達(dá)，卻在精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系均顯著下調(diào)表達(dá)。莎車縣和精河縣棉蚜對氟啶蟲胺腈抗性發(fā)展要快于啶蟲脒，莎車縣2個(gè)抗性品系抗性發(fā)展快于精河縣2個(gè)抗性品系^［36］，可能與上述P450相關(guān)基因在地域和品系之間表達(dá)差異有關(guān)。

4 結(jié) 論

有多個(gè)P450基因參與棉蚜對氟啶蟲胺腈和啶蟲脒的抗性。差異表達(dá)的P450基因在不同抗性品系間存在差異，而且在不同抗性遺傳背景棉蚜種群之間也存在差異。相同抗性遺傳背景下，氟啶蟲胺腈抗性品系差異表達(dá)P450基因數(shù)量多于啶蟲脒抗性品系；不同抗性遺傳背景下，莎車縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系差異表達(dá)P450基因數(shù)量均分別多于精河縣氟啶蟲胺腈抗性品系和啶蟲脒抗性品系。

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Transcriptome analysis of Aphis gossypii sulfoxaflor and acetamiprid-resistant strains with different genetic backgrounds of resistance

WANG Wei^{1， 2}， ZHANG Renfu1， LIU Haiyang1， DING Ruifeng1， LIANG Gemei2， YAO Ju1

（1. Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crop in Northwestern Oasis， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/ Xinjiang Key Laboratory of Agricultural Biosafety /Institute of Plant Protection，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Urumqi 830091，China；2. State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests， Institute of Plant Protection， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China）

Abstract：【Objective】 To explore the differences in resistance mechanisms to sulfoxaflor and acetamiprid in cotton aphid with different genetic backgrounds of resistance.

【Methods】 Transcriptome sequencing by Illumina high-throughput sequencing technology was performed on initial field strain， acetamiprid-resistant strain and sulfoxaflor-resistant strain of cotton aphids with different genetic backgrounds （Yarkant and Jinghe）， respectively.Meanwhile， differentially expressed genes in resistant strains of cotton aphid with different genetic backgrounds were analyzed by bioinformatics methods.

【Results】 By comparing the transcriptome data of sulfoxaflor- and acetamiprid-resistant strains from Yarkant and Jinghe， it was found that the sulfoxaflor- and acetamiprid-resistant strains from Yarkant had differential expression of 806 and 149 genes， respectively， and the sulfoxaflor- and acetamiprid-resistant strains from Jinghe had differential expression of 233 and 160 genes.In the sulfoxaflor- and acetamiprid-resistant strains of Yarkant， CYP6CY59， CYP6DC1， and CYP380C45 were up-regulated， but CYP6CY12 and CYP380C46 were down-regulated.In the sulfoxaflor- and acetamiprid-resistant strains of Jinghe， CYP380C46 was up-regulated whereas CYP6DC1 was down-regulated.In addition， CYP380C45 was up-regulated in Yarkant sulfoxaflor- and acetamiprid-resistant strains， and the Jinghe acetamiprid-resistant strain.CYP6DC1 was up-regulated in both Yarkant resistant strains， but down-regulated in both Jinghe resistant strains.CYP380C46 was up-regulated in both resistant strains in Jinghe but down-regulated in both resistant strains in Yarkant.

【Conclusion】" Several P450 genes were involved in resistance to sulfoxaflor and acetamiprid in cotton aphids.Differences in differentially expressed P450 genes were found between sulfoxaflor- and acetamiprid-resistant strains of cotton aphids with the same genetic background， and found between sulfoxaflor-resistant strains of cotton aphids of different genetic backgrounds， as well as between acetamiprid-resistant strains.

Key words： Aphis gossypii; resistance; differentially expressed genes

Fund projects：National Key Ramp;D Program of China （2022YFD1400300）; Project for Stable Support to Agricultural Sci - Tech Renovation （xjnkywdzc-2023004-1）

Correspondence author：YAO Ju （1969-）， male， from Shandong， researcher， bachelor's degree， research direction： integrated pest management in cotton， （E-mail） yaoju500@sohu.com

LIANG Gemei （1970-）， female，" from Beijing， researcher， doctor's degree， research direction： integrated pest management in cotton， （E-mail） gmliang@ippcaas.cn

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022YFD1400300）;農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新穩(wěn)定支持項(xiàng)目（xjnkywdzc-2023004-1）

作者簡介：王偉（1982-），男，天津人，研究員，博士，研究方向?yàn)槊藁ㄓ泻ι锓乐?，（E-mail）wlzforever2004@sina.com

通訊作者：姚舉（1969-），男，山東人，研究員，碩士，研究方向?yàn)槊藁ㄓ泻ι锓乐?，（E-mail）yaoju500@sohu.com

梁革梅（1970-），女，北京人，研究員，博士，研究方向?yàn)槊藁ㄓ泻ι锓乐?，（E-mail）gmliang@ippcaas.cn