朱砂葉螨是一種世界性害螨，可危害1200多種植物。擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)藥劑防治害蟲(chóng)/螨歷史悠久，但害蟲(chóng)/螨已對(duì)其產(chǎn)生了嚴(yán)重的靶標(biāo)抗性（kdr抗性）。有研究表明擬除蟲(chóng)菊酯抗性害蟲(chóng)/螨還存在表皮發(fā)育變異的現(xiàn)象，但導(dǎo)致表皮發(fā)育改變的機(jī)制是什么，是否會(huì)對(duì)害螨抗性治理帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，仍是未解之謎。

近日，西南大學(xué)何林教授團(tuán)隊(duì)在Science子刊Science Advances上在線(xiàn)發(fā)表了題為“Cuticle protein mediates the evolution of stress resistance by generating a decoy circular RNA in spider mite”（譯：朱砂葉螨表皮增厚介導(dǎo)抗逆性進(jìn)化的誘餌RNA機(jī)制）的研究論文，首次發(fā)現(xiàn)并系統(tǒng)闡明了朱砂葉螨表皮發(fā)育增厚會(huì)導(dǎo)致其對(duì)多種殺螨劑產(chǎn)生廣譜的交互抗性，表皮蛋白可通過(guò)釋放“誘餌”RNA拮抗并抑制miRNA簇的功能，從而調(diào)控自身過(guò)表達(dá)，最終導(dǎo)致朱砂葉螨表皮發(fā)育增厚，促進(jìn)其抗逆性進(jìn)化的分子新機(jī)制。

研究團(tuán)隊(duì)以朱砂葉螨甲氰菊酯高抗品系為研究對(duì)象，首先明確了抗性個(gè)體表皮增厚、殺螨劑觸殺活性降低，導(dǎo)致防控難度加大的事實(shí)；其次發(fā)現(xiàn)表皮增厚還顯著提升了朱砂葉螨對(duì)高溫干旱環(huán)境的適應(yīng)能力。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)表皮蛋白CPR25大幅度過(guò)表達(dá)是介導(dǎo)抗性朱砂葉螨表皮增厚的關(guān)鍵因素，而CPR25的表達(dá)受到miR-34~317簇的反向調(diào)控。隨后的研究證明CPR25的過(guò)表達(dá)來(lái)源于一種獨(dú)特的機(jī)制，即其DNA在轉(zhuǎn)錄成mRNA的同時(shí)伴隨產(chǎn)生了環(huán)狀“子”RNA，circCPR25；circCPR25扮演了“誘餌”角色，可高效結(jié)合miR-34~317簇并抑制其功能，顯著減少miR-34~317簇與CPR25的結(jié)合，進(jìn)而調(diào)控CPR25的過(guò)表達(dá)，翻譯產(chǎn)生更多的表皮蛋白，最終導(dǎo)致朱砂葉螨表皮發(fā)育增厚與抗逆性進(jìn)化（圖1）。這種主動(dòng)產(chǎn)生并釋放“子”RNA，吸引結(jié)合miRNA簇，從而完成自身過(guò)表達(dá)的調(diào)控機(jī)制與戰(zhàn)斗機(jī)應(yīng)對(duì)導(dǎo)彈來(lái)襲時(shí)主動(dòng)釋放干擾彈有異曲同工之妙。研究結(jié)果為理解節(jié)肢動(dòng)物抗藥性進(jìn)化中伴隨的表皮發(fā)育改變機(jī)制提供了新見(jiàn)解，也為擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)藥劑的抗性治理以及葉螨防控新靶標(biāo)的挖掘奠定了理論基礎(chǔ)。

圖1. CPR25釋放circCPR25調(diào)控葉螨表皮發(fā)育增厚的機(jī)制模式

馮楷陽(yáng)副教授為論文第一作者，碩士生趙明愚和博士生姜智馨為共同第一作者，何林教授為通訊作者，西南大學(xué)為唯一完成單位。西南大學(xué)王進(jìn)軍教授與中國(guó)科學(xué)院植物研究所郭亞龍研究員對(duì)論文的返修提供了指導(dǎo)與幫助。研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金（青年項(xiàng)目C類(lèi)與區(qū)域聯(lián)合重點(diǎn)項(xiàng)目）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目資助。

論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads3361