近日，國際著名綜合性學術期刊Advanced Science（IF=15.1）在線發(fā)表了蔬菜蟲害防控創(chuàng)新團隊論文“RNA m6A methylation suppresses insect juvenile hormone degradation to minimize fitness costs in response to a pathogenic attack”。該研究報道了m6A修飾通過微調昆蟲保幼激素（JH）含量升高彌補小菜蛾Bt抗性進化帶來的適合度代價，從而解析了小菜蛾Bt抗性進化的適合度代價補償機制中的表觀遺傳調控網絡。
害蟲對殺蟲劑的抗藥性進化往往伴隨著生長發(fā)育延遲、繁殖能力降低和生存能力下降等抗性適合度代價，這已成為延緩田間害蟲抗藥性進化的天然屏障和關鍵利器。然而，第一個被報道在田間對Bt生物殺蟲劑產生高水平抗性的農業(yè)害蟲小菜蛾卻能在不影響正常生長發(fā)育的前提下對Bt生物殺蟲劑進化產生完美的高抗性，這將嚴重威脅小菜蛾的田間有效防治。
本研究發(fā)現，兩個關鍵的m6A甲基轉移酶PxMETTL3和PxMETTL14的表達水平在Bt抗性小菜蛾的中腸組織中顯著升高，而且，小菜蛾的保幼激素酯酶基因PxJHE的3′-UTR區(qū)靠近終止密碼子附近存在一個m6A修飾位點，該m6A修飾位點會降低PxJHE mRNA的穩(wěn)定性，進而負調控PxJHE的表達水平。即PxMETTL3和PxMETTL14表達水平的升高促進了PxJHE基因的m6A水平增加，從而抑制了PxJHE基因的表達，進而誘導昆蟲體內JH含量增加，使小菜蛾在維持其正常生長發(fā)育的前提下進化產生了完美的Bt抗性表型。本研究明確了m6A修飾介導的Bt抗性小菜蛾JH含量升高的表觀遺傳學調控機制，全面解析了小菜蛾Bt抗性的適合度代價補償機制。研究結果對于田間害蟲Bt抗性監(jiān)測預警和綜合治理具有重要的理論和實踐意義。
本所郭兆將研究員、白楊博士、張欣怡博士、郭樂博士后、朱流紅博士后為本論文共同第一作者，張友軍研究員與郭兆將研究員為論文的通訊作者。該研究得到國家自然科學基金優(yōu)青、創(chuàng)新研究群體項目以及中國農業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程項目等資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202307650
