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Molecular characterization of NADPH-cytochrome P450 reductase and the involvement of CYP6MS1 in the susceptibility of Sitophilus zeamais to terpinen-4-ol
Pesticide Biochemistry and Physiology ( IF 4.2 ) Pub Date : 2020-01-01 , DOI: 10.1016/j.pestbp.2019.07.008 Yong Huang 1 , Min Liao 1 , Qianqian Yang 1 , Su Shi 1 , Jinjing Xiao 1 , Haiqun Cao 1
Pesticide Biochemistry and Physiology ( IF 4.2 ) Pub Date : 2020-01-01 , DOI: 10.1016/j.pestbp.2019.07.008 Yong Huang 1 , Min Liao 1 , Qianqian Yang 1 , Su Shi 1 , Jinjing Xiao 1 , Haiqun Cao 1
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Terpinen-4-ol showed highly insecticidal activity to stored-grain pest Sitophilus zeamais, and cytochrome P450s were strongly induced in response to terpinen-4-ol fumigation. Understanding of the function of P450 enzyme system in the susceptibility to terpinen-4-ol in S. zeamais will benefit the potential application of terpinen-4-ol in controlling stored-grain pests. In the present study, the synergist piperonyl butoxide increased the toxicity of terpinen-4-ol to S. zeamais, with a synergism ratio of 3.5-fold. Two isoforms of NADPH-cytochrome P450 reductase (SzCPR) were identified, with the difference at the N-terminal. SzCPR contained an N-terminal membrane anchor, FMN, FAD, and NADP binding domains. Expression levels of SzCPR were upregulated by tea tree oil (TTO) and its main constituent terpinen-4-ol under different concentrations and time periods. RNAi was generated for S. zeamais by feeding adults dsRNA and the knockdown of SzCPR increased the susceptibility of S. zeamais to terpinen-4-ol, with higher mortality of adults than control under terpinen-4-ol fumigation. Further RNAi analysis showed that P450 gene CYP6MS1 mediated the susceptibility of S. zeamais to terpinen-4-ol. These results revealed that cytochrome P450 enzyme system, especially CYP6MS1 participated in the susceptibility of S. zeamais to terpinen-4-ol. The findings provided a foundation to clarify the metabolic mechanisms of terpinen-4-ol in stored-grain pests.
中文翻译：
NADPH-细胞色素 P450 还原酶的分子特征和 CYP6MS1 参与玉米谷酵母对萜品烯-4-醇的敏感性
Terpinen-4-ol 对贮粮害虫 Sitophilus zeamais 表现出很强的杀虫活性，并且在 terpinen-4-ol 熏蒸后强烈诱导细胞色素 P450s。了解 P450 酶系统在玉米中对 terpinen-4-ol 敏感性的作用将有利于 terpinen-4-ol 在控制储粮害虫方面的潜在应用。在本研究中，增效剂胡椒基丁醇以 3.5 倍的增效比增加了 terpinen-4-ol 对 S. zeamais 的毒性。鉴定了 NADPH-细胞色素 P450 还原酶 (SzCPR) 的两种同工型，差异在 N 端。SzCPR 包含 N 端膜锚、FMN、FAD 和 NADP 结合域。茶树油（TTO）及其主要成分萜品烯-4-醇在不同浓度和时间段内上调SzCPR的表达水平。RNAi 是通过喂养成虫 dsRNA 产生的玉米 S. 和 SzCPR 的组合式增加了 S. zeamais 对 terpinen-4-ol 的易感性，与 terpinen-4-ol 熏蒸下的对照相比，成虫的死亡率更高。进一步的 RNAi 分析表明 P450 基因 CYP6MS1 介导了玉米赤霉病对萜品烯-4-醇的敏感性。这些结果表明细胞色素P450酶系统，特别是CYP6MS1参与了玉米赤霉病对萜品烯4-醇的敏感性。该研究结果为阐明萜品烯-4-醇在储粮害虫中的代谢机制提供了基础。玉米通过喂养成虫 dsRNA 和 SzCPR 的敲低增加了 S. zeamais 对 terpinen-4-ol 的易感性，在 terpinen-4-ol 熏蒸下，成虫的死亡率高于对照。进一步的 RNAi 分析表明 P450 基因 CYP6MS1 介导了玉米赤霉病对萜品烯-4-醇的敏感性。这些结果表明细胞色素P450酶系统，特别是CYP6MS1参与了玉米赤霉病对萜品烯4-醇的敏感性。该研究结果为阐明萜品烯-4-醇在储粮害虫中的代谢机制提供了基础。玉米通过喂养成虫 dsRNA 和 SzCPR 的敲低增加了 S. zeamais 对 terpinen-4-ol 的易感性，在 terpinen-4-ol 熏蒸下，成虫的死亡率高于对照。进一步的 RNAi 分析表明 P450 基因 CYP6MS1 介导了玉米赤霉病对萜品烯-4-醇的敏感性。这些结果表明细胞色素P450酶系统，特别是CYP6MS1参与了玉米赤霉病对萜品烯4-醇的敏感性。该研究结果为阐明萜品烯-4-醇在储粮害虫中的代谢机制提供了基础。尤其是CYP6MS1 参与了S. zeamais 对terpinen-4-ol 的敏感性。该研究结果为阐明萜品烯-4-醇在储粮害虫中的代谢机制提供了基础。尤其是CYP6MS1 参与了S. zeamais 对terpinen-4-ol 的敏感性。该研究结果为阐明萜品烯-4-醇在储粮害虫中的代谢机制提供了基础。
更新日期：2020-01-01
中文翻译：
NADPH-细胞色素 P450 还原酶的分子特征和 CYP6MS1 参与玉米谷酵母对萜品烯-4-醇的敏感性
Terpinen-4-ol 对贮粮害虫 Sitophilus zeamais 表现出很强的杀虫活性，并且在 terpinen-4-ol 熏蒸后强烈诱导细胞色素 P450s。了解 P450 酶系统在玉米中对 terpinen-4-ol 敏感性的作用将有利于 terpinen-4-ol 在控制储粮害虫方面的潜在应用。在本研究中，增效剂胡椒基丁醇以 3.5 倍的增效比增加了 terpinen-4-ol 对 S. zeamais 的毒性。鉴定了 NADPH-细胞色素 P450 还原酶 (SzCPR) 的两种同工型，差异在 N 端。SzCPR 包含 N 端膜锚、FMN、FAD 和 NADP 结合域。茶树油（TTO）及其主要成分萜品烯-4-醇在不同浓度和时间段内上调SzCPR的表达水平。RNAi 是通过喂养成虫 dsRNA 产生的玉米 S. 和 SzCPR 的组合式增加了 S. zeamais 对 terpinen-4-ol 的易感性，与 terpinen-4-ol 熏蒸下的对照相比，成虫的死亡率更高。进一步的 RNAi 分析表明 P450 基因 CYP6MS1 介导了玉米赤霉病对萜品烯-4-醇的敏感性。这些结果表明细胞色素P450酶系统，特别是CYP6MS1参与了玉米赤霉病对萜品烯4-醇的敏感性。该研究结果为阐明萜品烯-4-醇在储粮害虫中的代谢机制提供了基础。玉米通过喂养成虫 dsRNA 和 SzCPR 的敲低增加了 S. zeamais 对 terpinen-4-ol 的易感性，在 terpinen-4-ol 熏蒸下，成虫的死亡率高于对照。进一步的 RNAi 分析表明 P450 基因 CYP6MS1 介导了玉米赤霉病对萜品烯-4-醇的敏感性。这些结果表明细胞色素P450酶系统，特别是CYP6MS1参与了玉米赤霉病对萜品烯4-醇的敏感性。该研究结果为阐明萜品烯-4-醇在储粮害虫中的代谢机制提供了基础。玉米通过喂养成虫 dsRNA 和 SzCPR 的敲低增加了 S. zeamais 对 terpinen-4-ol 的易感性，在 terpinen-4-ol 熏蒸下，成虫的死亡率高于对照。进一步的 RNAi 分析表明 P450 基因 CYP6MS1 介导了玉米赤霉病对萜品烯-4-醇的敏感性。这些结果表明细胞色素P450酶系统，特别是CYP6MS1参与了玉米赤霉病对萜品烯4-醇的敏感性。该研究结果为阐明萜品烯-4-醇在储粮害虫中的代谢机制提供了基础。尤其是CYP6MS1 参与了S. zeamais 对terpinen-4-ol 的敏感性。该研究结果为阐明萜品烯-4-醇在储粮害虫中的代谢机制提供了基础。尤其是CYP6MS1 参与了S. zeamais 对terpinen-4-ol 的敏感性。该研究结果为阐明萜品烯-4-醇在储粮害虫中的代谢机制提供了基础。
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