PNAS | 扬州大学植物保护学院揭示昆虫解毒代谢与生殖能量分配权衡的新分子机制

2023年2月28日，《PNAS》在线发表了扬州大学植物保护学院王建军教授课题组题为“The pleiotropic AMPK-CncC signaling pathway regulates the trade-off between detoxification and reproduction”的研究论文。该研究首次揭示了AMPK-CncC信号通路介导的昆虫解毒代谢与生殖能量分配权衡的分子机制。

生活史理论认为，由于可利用能量资源有限，生物必须在生长发育、生殖和存活间进行权衡和能量合理分配。尤其在环境胁迫条件下，生物通过能量分配使自身适合度最大化，以维持种群的发展。昆虫对杀虫剂的解毒代谢是昆虫产生抗药性的主要机制。由于解毒代谢与生殖都是大量消耗能量的过程，杀虫剂抗性的产生通常以生殖能力下降作为代价，并且在多种昆虫中发现亚致死剂量杀虫剂抑制昆虫生殖，然而长期以来关于介导昆虫解毒代谢与生殖能量分配权衡的内在分子机制还知之甚少。

腺苷酸激活蛋白激酶AMPK作为关键的细胞能量感受蛋白，通过抑制合成代谢过程和激活分解代谢过程来调控细胞能量代谢。昆虫Cap ‘n’ collar isoform-C（CncC）是响应外源化合物胁迫的重要转录因子，参与调控解毒代谢相关基因的表达。本研究以赤拟谷盗为模式昆虫，发现溴氰菊酯诱导的氧化胁迫可以激活AMPK，AMPK通过磷酸化促进CncC入核，导致解毒代谢相关基因的上调表达以及调控生殖的激素水平失衡，表明多效性AMPK-CncC信号通路介导了赤拟谷盗解毒代谢与生殖权衡。该研究为从能量分配权衡角度全面认识整个动物界外源化合物及其产生的氧化应激影响生殖的内在机制做出了突出的贡献。

扬州大学为该论文第一通讯单位，博士研究生姜珩、副教授孟祥坤和博士研究生张楠为共同第一作者，王建军教授、美国堪萨斯州立大学Yoonseong Park教授以及美国肯塔基大学Subba Reddy Palli教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金资助。

多效性AMPK-CncC信号通路介导赤拟谷盗解毒代谢与生殖权衡

本文转载自植物微生物最前线

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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