文章研究了果蝇基因组参比群体（DGRP）对马拉硫磷和氯菊酯的抗性水平，通过GWAS发现Ace和Cyp6g1基因和马拉硫磷抗性相关，同时Cyp12d1,Jheh1和Jheh2基因也与马拉硫磷抗性有联系；而果蝇对氯菊酯的抗性和众多P450基因家族的基因都有关系。本研究还发现，基因的结构变异在抗性形成中扮演了重要的角色，比如Cyp6g1有拷贝数的变异和转座子插入，Cyp12d1发生了串联重复，Jheh位点和一个Baril的转座子插入有关，Cyp6a17的缺失和敏感性相关。
果蝇基因组参比群体（DGRP）包含了205个自交系，是研究果蝇基因组非常有价值的工具，很多与果蝇基因组相关的研究都是在此品系上完成的。之前在此基因组中发现了与抗性基因（Cyp6g1和Ace）相关的正向选择印记。
通过生物学测定的方法，测定170个果蝇自交系在接触了马拉硫磷和氯菊酯后24小时内的死亡率，同时针对氯菊酯还记录了3小时后的击倒率。
测定结果显示雌性果蝇对杀虫剂的抵抗性比雄性强。同时，沃尔巴克氏体的感染会显著增加果蝇个体的抗性！所以本研究在GWAS中，校正了沃尔巴克氏体对实验结果的影响，同时也校正了果蝇基因组中5种常见的染色体倒置。
针对马拉硫磷，GWAS识别出273个相关变异在基因组阈值（1.25X10e-6）之下, 62个相关变异在Bonferroni校正阈值之下（3.33X10e-9）。基因聚集性分析没有发现有统计学意义的基因功能。
（图：针对3小时死亡率和6小时死亡率的GWAS结果，红线表示基因组阈值，蓝线表示Bonferroni校正阈值）
对于氯菊酯，39个变异位点在基因组阈值（2.5X10e-6）之下，2个位点在Bonferroni校正阈值（6.66X10e-9）之下。最主要的一个区域位于2R染色体上，基因聚集性分析提示P450相关基因聚集，如下图。
同时，在上面两张图中也可以看出GWAS识别出的Ace和Cyp6g1区域也是受到正向选择的区域（绿色区域），而Cyp6a23则不在正向选择的区域。
通过对基因结构的检测发现，Cyp6g1(1-5个拷贝扩增子)和Cyp6g2(1-10个拷贝扩增子)和马拉硫磷的抗性有关，Cyp6a17的缺失和氯菊酯的抗性有关。
（不同的基因结构导致的抗性水平不同。A，Cyp6g1; B，Cyp6a17和Cyp6a23。图右侧蓝色条表示雄性，粉红色表示雌性。可以看出，Cyp6g1扩增子的插入导致了果蝇死亡率降低，对马拉硫磷抗性增加；Cyp6a17的缺失导致了对氯菊酯抗性的降低。）
通过基因敲除技术敲除了Cyp6g1的基因后，发现对马拉硫磷的中位致死剂量（LD50）降低，即敏感性增加（下图A，蓝色表示雄性，粉红色表示雌性，KO表示敲除了基因）。同时还发现，敲除Cyp6g1之后，对甲基谷硫磷（azinphos-methyl，下图B）和二嗪农（diazinon，下图C）的抗性也出现了降低。而Cyp12d1基因的过度表达则增加了果蝇对马拉硫磷的抗性水平（下图D）。对于Cyp6a17，P元件在第一个外显子中的插入导致了果蝇对氯菊酯的抗性降低（下图E）。
另外，Cyp6g1在自然种群中的过度表达导致了果蝇对多种有机磷杀虫剂的抗性，而Cyp6g1位点附近的选择印记也很可能是有机磷杀虫剂造成的，而不是DDT造成的。
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文献来源：Battlay, P., Leblanc, P. B., Green, L., Garud, N. R., Schmidt, J. M., Fournier-Level, A., & Robin, C. (2018). Structural Variants and Selective Sweep Foci Contribute to Insecticide Resistance in the Drosophila Genetic Reference Panel. G3: Genes, Genomes, Genetics, g3-200619.
