チアメトキサムによるアブラムシの遺伝子発現の変化とホルモン分泌促進効果（英文

Thiamethoxam induces transgenerational hormesis effects and alteration of genes expression in Aphis gossypii.

• Farman Ullah
• Hina Gul
• Kaleem Tariq
• Nicolas Desneux
• Xiwu Gao
• Dunlun Song

抄録

殺虫剤に曝露した後の低用量刺激と高用量抑制の二相性現象である殺虫剤誘発ホルメシスは，害虫の復活に重要な役割を果たしている．本研究では，Aphis gossypii Glover の 72 時間曝露後の生物形質および遺伝子発現に及ぼすチアメトキサムの低濃度または亜致死濃度の影響を調査した。リーフディップバイオアッセイの結果、チアメトキサムは成虫 A. gossypii に対して非常に毒性が強く、LC は 1.175mgL であった。チアメトキサムの低致死濃度（LC）および亜致死濃度（LC）は、直接曝露したアブラムシの寿命と繁殖力を有意に低下させた。しかし，親アブラムシ（F）をチアメトキサムのLC濃度に曝露した場合，子孫世代（F）では成虫前段階，寿命，繁殖力に刺激的な効果が認められた。その後、内在性増加率（r）、有限増加率（λ）、純生殖率（R）などの生物学的形質がLC処理によりF個体に有意に増加した。チアメトキサムのLCでは有意な反応は認められなかった。チアメトキサムのLCでは、ビテロジェニン及びエキジソン受容体遺伝子の発現レベルが子孫発生において有意に上昇したが、LCで処理した場合には効果は認められなかった。また、CYP6CY14、CYP6CZ1、CYP6DC1、CYP6CY9、CYP6DD1 を含む P450 遺伝子の発現量は、曝露したアブラムシで上昇していた。以上の結果から，チアメトキサムのF個体に対するホルモン効果は，A. gossypiiの繁殖，成長，殺虫剤解毒に関与する遺伝子の発現が断続的に変化していることに起因している可能性が示唆された。

Insecticide induced-hormesis, a bi-phasic phenomenon characterized by low dose stimulation and high dose inhibition following exposure to insecticide, is crucial to insect pest resurgence. In this study, the effects of low or sublethal concentrations of thiamethoxam on biological traits and genes expression were investigated for Aphis gossypii Glover following 72 h exposures. Leaf-Dip bioassay results showed that thiamethoxam was very toxic against adult A. gossypii with an LC of 1.175 mg L. The low lethal (LC) and sublethal (LC) concentrations of thiamethoxam significantly reduced longevity and fecundity of the directly exposed aphids. However, stimulatory effects on pre-adult stage, longevity, and fertility were observed in the progeny generation (F) of A. gossypii, when parental aphids (F) were exposed to LC of thiamethoxam. Subsequently, biological traits such as intrinsic rate of increase (r), finite rate of increase (λ), and net reproductive rate (R) increased significantly to F individuals due to LC treatment. No significant responses were observed for LC of thiamethoxam. The LC of thiamethoxam significantly increased the expression level of vitellogenin and ecdysone receptors genes in progeny generation, while no effects were observed for treatment with LC. Additionally, the expression levels of P450 genes including CYP6CY14, CYP6CZ1, CYP6DC1, CYP6CY9, and CYP6DD1 were up-regulated in the exposed aphids. Taken together, our results show the hormetic effects of thiamethoxam on F individuals, which might be due to the intermittent changes in expression of genes involved in fertility, growth and insecticide detoxification in A. gossypii.

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