太阳成集团tyc122cc(中国)有限公司-百度百科吴益东教授团队采用反向遗传与离体代谢相结合的新策略,发现棉铃虫CYP6AE基因簇编码的细胞色素P450氧化酶具备对多种植物次生物质和杀虫剂的解毒代谢能力，证实CYP6AE基因簇在寄主植物适应性及抗药性中发挥了重要作用。该项研究成果于2018年11月16日在线发表于自然·通讯（Nature Communications），博士生王慧东和施雨为共同第一作者，吴益东教授为通讯作者。
在昆虫与植物长期协同进化过程中，植物通过产生次生物质防御昆虫的侵害，而昆虫则进化出解毒代谢酶来应对植物的化学防御。细胞色素P450是植食性昆虫应对植物化学防御物质的一类重要解毒代谢酶，在植物次生物质解毒和杀虫剂代谢抗性形成中具有重要作用。鳞翅目昆虫基因组中一般有100多种P450基因，不同P450解毒酶的底物谱可能相互重叠，因此明确P450和植物次生物质和杀虫剂解毒代谢之间的互作关系极具挑战性。
棉铃虫CYP6AE基因簇包含9个首尾相连的P450基因，已有一些报道推测该基因簇中的部分P450基因与外源化合物代谢相关。本研究采用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除了长达85kb的棉铃虫CYP6AE基因簇，发现基因簇敲除品系对两种植物次生性化合物（花椒毒素和2-十三烷酮）以及两种杀虫剂（顺式氰戊菊酯和茚虫威）的敏感性显著提高，预示该P450基因簇中的一个或多个基因参与了这些外源化合物的解毒代谢。然后，对CYP6AE基因簇中9个P450基因逐一进行离体表达，并分别检测对上述4种外源化合物的代谢活性，从而锁定该基因簇中参与解毒代谢的5个P450基因。
本研究成果为揭示棉铃虫P450基因在外源有毒化合物胁迫下的进化规律提供了重要线索。棉铃虫CYP6AE基因簇在长期进化过程中一直保持为一个完整的遗传单位，有助于维持其对多样化植物次生物质的代谢能力，从而使棉铃虫具备在多种寄主植物间转换的能力。同时，CYP6AE基因簇中P450基因的扩张，也为杀虫剂解毒代谢提供了重要基因资源。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07226-6
