1、 ROS-FOXO信号通路介导朱砂叶螨广谱性解毒的分子机制

昆虫/螨等节肢动物进化出强大的解毒代谢系统以适应异源有毒物质的胁迫，但解毒信号的生成和传导的机制尚不清楚。本研究通过测定ROS含量和生物测定，发现ROS影响解毒酶活性，从而改变朱砂叶螨对杀螨剂的敏感性。进一步研究表明，FOXO作为关键转录因子，响应ROS积累并聚集于细胞核，调控异源物质感受器CncC、AhR和TcHR96f的表达。DAP-seq数据表明上述异源物质感受器调控多种解毒酶基因的表达。体内和体外代谢实验显示，CYP392E3、CYP388A1、TcGSTm8和TcCCE34等解毒酶在杀螨剂解毒代谢中发挥重要作用。本研究以朱砂叶螨为模式，提出了“药剂胁迫-ROS积累-FOXO活化入核-转录因子激活-解毒基因过表达-药剂代谢”的广谱性解毒通路。研究结果为全面理解节肢动物解毒机制、开发新型药剂以及害虫/螨的治理提供新的见解。

2、靶向TcSP3的朱砂叶螨卵期RNAi致死效应及其环境安全性评价

针对朱砂叶螨对常用化学药剂抗药性突出的问题，本研究旨在通过适用于RNAi防控的靶基因筛选及其环境安全评估，开发新型螨类控制技术。基于朱砂叶螨转录组数据，筛选到一条编码丝氨酸蛋白酶的基因TcSP3，该基因具有卵期高表达的特点，推测阻断其表达可能对卵具有致死效果。据此通过点滴方式评价了dsTcSP3对朱砂叶螨各个龄期的触杀效果，基因表达量检测发现经过点滴处理后TcSP3被成功沉默，基因表达量下调69.10%，并且干扰其表达后可对卵产生显著的致死效应，卵的未孵化率达66.46%，未成功孵化的卵出现畸形、皱缩、不完全发育等异常表型，dsTcSP3同样对幼螨具有致死效果，死亡率为49.66%，而成螨期死亡率仅为15.66%，以上结果表明TcSP3具有作为朱砂叶螨卵期RNAi防控靶标的潜力。进一步分析致死机理发现，TcSP3关联了下游与胚胎发育、组织再生、神经系统发育相关的多条信号通路。此外还对dsTcSP3对天敌捕食螨和在环境中的降解动态进行了评估，结果显示该处理方法对捕食螨安全，在叶片上可降解，对环境安全。研究成果于农林科学1区Top期刊Entomologia Generalis 发表研究论文1篇。