| 陆琪,孙利媛,石云芝,王苑馨,胡军,贾栋,马瑞燕,杨军,2026,取食玉米和高粱的草地贪夜蛾转录组分析[J].环境昆虫学报,(4):1183-1196 |
| 取食玉米和高粱的草地贪夜蛾转录组分析 |
| Transcriptome analysis of fall armyworm Spodoptera frugiperda feeding on maize and sorghum |
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| DOI：10.3969/j.issn.1674-0858.2026.04.19 |
| 中文关键词: 草地贪夜蛾 高粱 转录组测序 差异表达基因 qRT-PCR |
| 英文关键词:Spodoptera frugiperda sorghum transcriptome sequencing differentially expressed gene qRT-PCR |
| 基金项目:山西省科技创新人才团队专项（202304051001006）；国家自然科学基金（32202391）；山西省基础研究计划（202203021212419）；山西省博士毕业生、博士后研究人员来晋工作奖励经费科研项目（SXBYKY2022095）；山西农业大学植物保护学院科研培育创新项目（ZBXY23A-10） |
| 作者 | 单位 | | 陆琪 | 1. 山西农业大学植物保护学院,山西太谷 030801 | | 孙利媛 | 1. 山西农业大学植物保护学院,山西太谷 030801 | | 石云芝 | 1. 山西农业大学植物保护学院,山西太谷 030801 | | 王苑馨 | 1. 山西农业大学植物保护学院,山西太谷 030801；2. 农业有害生物综合治理山西省重点实验室,太原 030031 | | 胡军 | 1. 山西农业大学植物保护学院,山西太谷 030801；2. 农业有害生物综合治理山西省重点实验室,太原 030031 | | 贾栋 | 1. 山西农业大学植物保护学院,山西太谷 030801；2. 农业有害生物综合治理山西省重点实验室,太原 030031 | | 马瑞燕 | 1. 山西农业大学植物保护学院,山西太谷 030801；2. 农业有害生物综合治理山西省重点实验室,太原 030031 | | 杨军 | 1. 山西农业大学植物保护学院,山西太谷 030801；2. 农业有害生物综合治理山西省重点实验室,太原 030031 |
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| 中文摘要: |
| 【目的】为探究草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda在转录水平对不同寄主植物的适应机制。【方法】本研究对取食玉米和高粱的草地贪夜蛾幼虫进行转录组测序、功能注释与分类、差异表达基因的分析与验证。【结果】转录组结果显示，与取食玉米的草地贪夜蛾幼虫相比，取食高粱的草地贪夜蛾幼虫发现1 454个差异表达基因，其中上调表达基因860个，下调表达基因594个。GO功能和KEGG通路富集分析发现取食高粱的幼虫差异表达基因在碳水化合物代谢和毒物代谢等过程均显著富集，其中鉴定到39个差异表达解毒酶基因，包括9个UDP-葡萄糖醛酸转移酶、8个谷胱甘肽硫转移酶、3个羧基/胆碱酯酶、16个细胞色素P450和3个ATP结合盒转运蛋白基因。qRT-PCR验证进一步证实取食高粱极显著诱导了草地贪夜蛾幼虫UGT2-4、UGT33B13、GSTS1、CYP4G74和CYP4G15-2的表达。【结论】总之，本研究通过组学分析与分子验证表明这些上调的解毒酶基因在草地贪夜蛾幼虫对寄主高粱的适应中发挥了重要作用。 |
| 英文摘要: |
| 【Aim】To investigate the adaptation mechanism of the fall armyworm Spodoptera frugiperda to different host plants at the transcriptional level.【Methods】This study carried out transcriptome sequencing, functional annotation and classification, as well as the analysis and verification of differentially expressed genes (DEGs) in larvae feeding on maize and sorghum.【Results】Transcriptomic analysis identified 1 454 DEGs in larvae feeding on sorghum relative to maize, including 860 upregulated genes and 594 downregulated genes. GO functional and KEGG pathway enrichment analyses showed that these DEGs were simultaneously enriched in processes related to carbohydrate and toxin metabolism, and so on. Among the DEGs, 39 DEGs were identified as detoxification enzyme genes, including 9 UDP-glucuronosyltransferase, 8 glutathione S-transferase, 3 carboxyl/cholinesterase, 16 cytochrome P450, and 3 ATP-binding cassette transporter genes. qRT-PCR validation further confirmed that sorghum feeding dramatically induced the expression of detoxification enzyme genes UGT2-4, UGT33B13, GSTS1, CYP4G74, and CYP4G15-2 in S. frugiperda larvae.【Conclusion】Collectively, this study, supported by both transcriptomic analysis and molecular validation, suggests that these upregulated detoxification enzyme genes play an essential role in the adaptation of fall armyworm larvae to sorghum as a host. |
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