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Functional analysis of cytochrome P450 genes linked with acetamiprid resistance in melon aphid, Aphis gossypii
Pesticide Biochemistry and Physiology ( IF 4.2 ) Pub Date : 2020-11-01 , DOI: 10.1016/j.pestbp.2020.104687 Farman Ullah , Hina Gul , Kaleem Tariq , Nicolas Desneux , Xiwu Gao , Dunlun Song
Pesticide Biochemistry and Physiology ( IF 4.2 ) Pub Date : 2020-11-01 , DOI: 10.1016/j.pestbp.2020.104687 Farman Ullah , Hina Gul , Kaleem Tariq , Nicolas Desneux , Xiwu Gao , Dunlun Song
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Cytochrome P450 monooxygenases (P450s) are highly conserved multifunctional enzymes that play crucial roles in insecticide resistance development. In this study, the molecular mechanisms of P450s in acetamiprid resistance development to melon aphid, Aphis gossypii was investigated. Acetamiprid resistant (32.64-fold resistance) population (Ace-R) of A. gossypii was established by continuous selection with acetamiprid for 24 generations. Quantitative Real Time PCR was carried out to analyze the expression of P450 genes in both acetamiprid resistant (Ace-R) and susceptible (Ace-S) strains. Result showed that nine genes (CYP6CY14, CYP6DC1, CYP6CZ1, CYP6DD1, CYP6CY5, CYP6CY9, CYP6DA1, CYP6CY18, and CYP6CY16) of CYP3 clade, four genes (CYP302A1, CYP315A1, CYP301A1, and CYP314A1) of CYP2 clade, two genes (CYP4CK1, CYP4G51) of CYP4 clade and three genes (CYP306A1, CYP305E1, CYP307A1) of mitochondrial clade (Mito clad) were significantly up-regulated, in Ace-R compared to Ace-S strain. Whilst CYP4CJ2 gene from (CYP4 clade) was significantly down-regulated in Ace-R strain. Furthermore, RNA interference-mediated knockdown of CYP6CY14, CYP6DC1, and CYP6CZ1 genes significantly increased the sensitivity of Ace-R strain to acetamiprid. Taken together, this study showed that P450 genes especially CYP6CY14, CYP6DC1 and CYP6CZ1 are potentially involved in acetamiprid resistance development in A. gossypii. This study could be useful to understand the molecular basis of acetamiprid resistance mechanism in A. gossypii.
中文翻译：
瓜蚜、棉蚜中与啶虫脒抗性相关的细胞色素P450基因的功能分析
细胞色素 P450 单加氧酶 (P450s) 是高度保守的多功能酶，在杀虫剂抗性发展中起着至关重要的作用。本研究探讨了P450s在瓜蚜Aphis gossypii对啶虫脒抗性发展中的分子机制。A. gossypii 的啶虫脒抗性（32.64 倍抗性）种群 (Ace-R) 是通过对啶虫脒连续筛选 24 代而建立的。进行定量实时 PCR 以分析 P450 基因在啶虫脒抗性 (Ace-R) 和易感 (Ace-S) 菌株中的表达。结果显示CYP3进化枝的9个基因（CYP6CY14、CYP6DC1、CYP6CZ1、CYP6DD1、CYP6CY5、CYP6CY9、CYP6DA1、CYP6CY18和CYP6CY16），CYP302A1、CYP315A1、CYP315A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP3A1、CYP3A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP2A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP3A1、CYP4A1、CYP6CY1、CYP6CY18、CYP6CY16基因的9个基因 与 Ace-S 菌株相比，在 Ace-R 中，CYP4 进化枝的 CYP4G51）和线粒体进化枝（Mito 进化枝）的三个基因（CYP306A1、CYP305E1、CYP307A1）显着上调。而来自（CYP4 进化枝）的 CYP4CJ2 基因在 Ace-R 菌株中显着下调。此外，RNA 干扰介导的 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 基因敲低显着增加了 Ace-R 菌株对啶虫脒的敏感性。综上所述，本研究表明，P450 基因，尤其是 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 可能参与了棉蚧中啶虫脒耐药性的发展。这项研究可能有助于了解棉蚧中啶虫脒抗性机制的分子基础。而来自（CYP4 进化枝）的 CYP4CJ2 基因在 Ace-R 菌株中显着下调。此外，RNA 干扰介导的 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 基因敲低显着增加了 Ace-R 菌株对啶虫脒的敏感性。综上所述，本研究表明，P450 基因，尤其是 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 可能参与了棉蚧中啶虫脒耐药性的发展。这项研究可能有助于了解棉蚧中啶虫脒抗性机制的分子基础。而来自（CYP4 进化枝）的 CYP4CJ2 基因在 Ace-R 菌株中显着下调。此外，RNA 干扰介导的 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 基因敲低显着增加了 Ace-R 菌株对啶虫脒的敏感性。综上所述，本研究表明，P450 基因，尤其是 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 可能参与了棉蚧中啶虫脒耐药性的发展。这项研究可能有助于了解棉蚧中啶虫脒抗性机制的分子基础。CYP6DC1 和 CYP6CZ1 可能与 A. gossypii 的啶虫脒耐药性发展有关。这项研究可能有助于了解棉蚧中啶虫脒抗性机制的分子基础。CYP6DC1 和 CYP6CZ1 可能与 A. gossypii 的啶虫脒耐药性发展有关。这项研究可能有助于了解棉蚧中啶虫脒抗性机制的分子基础。
更新日期：2020-11-01
中文翻译：
瓜蚜、棉蚜中与啶虫脒抗性相关的细胞色素P450基因的功能分析
细胞色素 P450 单加氧酶 (P450s) 是高度保守的多功能酶，在杀虫剂抗性发展中起着至关重要的作用。本研究探讨了P450s在瓜蚜Aphis gossypii对啶虫脒抗性发展中的分子机制。A. gossypii 的啶虫脒抗性（32.64 倍抗性）种群 (Ace-R) 是通过对啶虫脒连续筛选 24 代而建立的。进行定量实时 PCR 以分析 P450 基因在啶虫脒抗性 (Ace-R) 和易感 (Ace-S) 菌株中的表达。结果显示CYP3进化枝的9个基因（CYP6CY14、CYP6DC1、CYP6CZ1、CYP6DD1、CYP6CY5、CYP6CY9、CYP6DA1、CYP6CY18和CYP6CY16），CYP302A1、CYP315A1、CYP315A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP3A1、CYP3A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP2A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP310A1、CYP3A1、CYP4A1、CYP6CY1、CYP6CY18、CYP6CY16基因的9个基因 与 Ace-S 菌株相比，在 Ace-R 中，CYP4 进化枝的 CYP4G51）和线粒体进化枝（Mito 进化枝）的三个基因（CYP306A1、CYP305E1、CYP307A1）显着上调。而来自（CYP4 进化枝）的 CYP4CJ2 基因在 Ace-R 菌株中显着下调。此外，RNA 干扰介导的 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 基因敲低显着增加了 Ace-R 菌株对啶虫脒的敏感性。综上所述，本研究表明，P450 基因，尤其是 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 可能参与了棉蚧中啶虫脒耐药性的发展。这项研究可能有助于了解棉蚧中啶虫脒抗性机制的分子基础。而来自（CYP4 进化枝）的 CYP4CJ2 基因在 Ace-R 菌株中显着下调。此外，RNA 干扰介导的 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 基因敲低显着增加了 Ace-R 菌株对啶虫脒的敏感性。综上所述，本研究表明，P450 基因，尤其是 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 可能参与了棉蚧中啶虫脒耐药性的发展。这项研究可能有助于了解棉蚧中啶虫脒抗性机制的分子基础。而来自（CYP4 进化枝）的 CYP4CJ2 基因在 Ace-R 菌株中显着下调。此外，RNA 干扰介导的 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 基因敲低显着增加了 Ace-R 菌株对啶虫脒的敏感性。综上所述，本研究表明，P450 基因，尤其是 CYP6CY14、CYP6DC1 和 CYP6CZ1 可能参与了棉蚧中啶虫脒耐药性的发展。这项研究可能有助于了解棉蚧中啶虫脒抗性机制的分子基础。CYP6DC1 和 CYP6CZ1 可能与 A. gossypii 的啶虫脒耐药性发展有关。这项研究可能有助于了解棉蚧中啶虫脒抗性机制的分子基础。CYP6DC1 和 CYP6CZ1 可能与 A. gossypii 的啶虫脒耐药性发展有关。这项研究可能有助于了解棉蚧中啶虫脒抗性机制的分子基础。
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