Дифференциация наборов генов детоксикации, включая неофункционализацию дуплицированных генов цитохрома P450, между линиями хлопковой совки Helicoverpa armigera

В настоящем исследовании изучена эволюционная динамика пяти суперсемейств ферментов (CYP, GST, UGT, CCE и ABC), участвующих в детоксикации у Helicoverpa armigera. Референсная сборка генома африканского изолята линии H. a. armigera содержит 373 гена, относящихся к этим пяти суперсемействам. Большинство генов CYP, GST, UGT и CCE, а также несколько генов ABC расположены блоками; большинство кластерных генов относится к подсемействам, для которых показано участие в детоксикации. Большинство генов имеют ортологи в референсном геноме океанийской линии H. a. conferta. Однако у кластерных ортологов и представителей подсемейств, непосредственно участвующих в детоксикации, между двумя сборками выявлены более выраженные различия в последовательностях и менее выраженное ограничение несинонимичных замен, чем у других членов пяти суперсемейств. Два дуплицированных гена CYP, обнаруженные в референсном геноме H. a. armigera, но отсутствующие в геноме H. a. conferta, также не были выявлены в 16 китайских популяциях, представляющих две разные линии H. a. armigera. Фермент, кодируемый одной из этих копий, обладает более высокой активностью в отношении эсфенвалерата, чем ранее описанный химерный мутант CYP, обеспечивающий устойчивость к пиретроидам. В интронах большинства генов детоксикации обнаружены различные транспозируемые элементы, формирующие разнообразную структуру генов. Масштабные данные повторного секвенирования китайских линий H. a. armigera и H. a. conferta также выявили сложный полиморфизм числа копий 17 генов CCE001, расположенных в кластере, также участвующем в метаболизме пиретроидов; при этом между всеми тремя линиями наблюдались существенные различия гаплотипов. Полученные результаты показывают, что хлопковая совка обладает разнообразным набором генов детоксикации, которые эволюционируют различными путями в разных частях ареала.