近日，西南大学植物保护学院何林教授团队在农林科学Top期刊《Pest Management Science》在线发表了题为“Enantioselective metabolism of fenpropathrin enantiomers by carboxyl/choline esterase 6 in Tetranychus cinnabarinus”的研究论文。该研究揭示了朱砂叶螨酯酶TcCCE06对杀螨剂甲氰菊酯对映体代谢差异机制。
甲氰菊酯是农业上防治朱砂叶螨等农业害螨的常用杀螨剂。目前商品化甲氰菊酯为外消旋体，包含一对互为镜像的对映体：R-甲氰菊酯和S-甲氰菊酯（1:1）。因此杀螨效果是两个对映体共同作用的结果。农药对映体间物理化学性质基本相同，但在生物活性、代谢行为及毒理学机制等方面差异显著。本研究从甲氰菊酯对映体出发，首先发现S-甲氰菊酯对朱砂叶螨的毒力是R-甲氰菊酯的68.8倍以上。通过增效剂实验证实朱砂叶螨羧基酯酶和细胞色素P450是参与甲氰菊酯解毒代谢的主要酶系，其中羧基酯酶起着主导作用。然后，通过对映体诱导实验、转录组测序以及qPCR定量筛选出了参与甲氰菊酯对映体代谢的关键酯酶基因TcCCE06。最后，原核表达及代谢实验表明TcCCE06重组蛋白在4小时内能有效代谢32.1%的R-甲氰菊酯和13.8%的S-甲氰菊酯。同时分子对接研究显示TcCCE06重组蛋白与R-甲氰菊酯的亲和力大于S-甲氰菊酯，这可能是TcCCE06重组蛋白代谢R-甲氰菊酯速率快于S-甲氰菊酯的主要原因。最终表明对映体代谢速率差异可能是导致S-甲氰菊酯毒力更高的重要原因。这些研究结果不仅证实了甲氰菊酯对映体对朱砂叶螨的生物活性存在显著差异，而且筛选出了参与甲氰菊酯对映体代谢的关键基因TcCCE06并从代谢层面一定程度上解析了毒力差异机制。研究结果不仅有助于从对映体层面深入理解和阐明甲氰菊酯对朱砂螨的毒理学机制，而且为高效单一异构体杀螨剂的开发提供了理论依据。
西南大学植物保护学院为该论文成果的唯一完成单位，学院硕士生杨馥荣为该论文第一作者，何林教授和张平副教授为该论文共同通讯作者。徐志峰副教授、研究生冉露露和何玉涵参与了研究工作。本研究是继甲氰菊酯对映体选择性毒性差异研究（J. Agric. Food Chem. 2022, 70, 13152−13164）后的又一研究成果。研究得到了国家自然科学基金、重庆市自然科学基金和中央高校基本科研业务费的资助。
论文全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ps.7882
