家蝇抗性和敏感品系中的乙酰胆碱酯酶动力学研究(英文)

本文对家蝇抗性和敏感品系中的乙酰胆碱酯酶 (AChE)的催化特性进行了研究。抗性品系中AChE水解ATCh和BTCh的Vmax分别为 4578.50和 1 71 6.0 8;而敏感品系的Vmax则为 1 884.75和864.72nmol/min/mgprotein ;Vmax的比率 (R/S)对ATCh是 2 .2 6倍 ;对BTCh则是 1 .74倍。AChE的Km 值在敏感品系中分别是 0 .0 69和 0 .0 34;而在抗性品系中则分别是 0 .1 56和 0 .0 59mmol/L ;Km 的比率 (R/S)对ATCh是 2 .43倍 ;对BTCh则是 1 .98倍。此外 ,我们还用eserine作为滴定剂测定了AChE的转换数kcat和酶特异性常数kcat/Km,抗性品系中的AChEkcat值均比敏感品系的要高 ;而kcat/Km 值与此相反。本文着重分析了抗性品系与敏感品系间AChE的催化特性以及对残杀威、灭多威、对氧磷的敏感度差异 ,研究结果表明抗性品系中的AChE性质有可能发生变化。同时还观察到某些杀虫剂能增强抗性品系AChE的活力 ,我们认为这种“增强反应”可能与家蝇对有机磷或氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性发展有关     

杀虫双和杀螟丹选育对小菜蛾抗药性的形成及其抗性机制

用杀虫双和杀螟丹在实验室以点滴法处理小菜蛾Plutella xylostella L.四龄幼虫,以连续继代药剂淘汰选育其抗药性。至35代,药剂汰选的小菜蛾对杀虫双和杀螟丹的抗药性较选育前正常品系分别提高了51倍和25倍。其抗药性的形成发展均呈S形,可认为已成为抗性品系。以有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯及有机氮等11种杀虫剂测试抗杀虫双小菜蛾品系和抗杀螟丹小菜蛾品系对常用药剂的敏感度结果表明：对杀虫双、杀螟丹和杀虫环之间有较严重的正交互抗性;对敌敌艮、马拉硫磷和杀螟松有轻微交互抗性产生;对溴氰菊酯、氯氰菊酯、氯菊酯和灭多威、久效威等药剂更加敏感,呈负交互抗性。用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)法测定表明,抗药性产生与特异性酯酶的形成有一定关系。用比色法和酸度法测定,抗性品系的乙酰胆碱酯酶(AchE)活性降低,羧酸酯酶(CarE)活性无差异。加增效剂Pb和SV₁：于四龄幼虫表皮,对抗杀虫双小菜蛾晶系分别有6.28及1.45倍的增效作用;对抗杀螟丹小菜蛾品系分别有4.85及1.39倍的增效作用,可见多功能氧化酶(MFO)为小菜蛾抗杀虫双和抗杀螟丹的重要因子。     

有机磷和拟除虫菊酯抗性棉铃虫靶标抗性的分子机理(英文)

对有机磷和拟除虫菊酯抗性 (R)棉铃虫靶标抗性的分子机理 ,即乙酰胆碱酯酶 (AChE)和钠通道敏感度降低进行了研究。根据AChE的动力学常数表明 ,R品系AChE的活性和Vmax值分别是S品系的 1 0 9和 1 2 3倍 ,但R品系的AChE的Km 值仅是S品系的 0 6 7倍。R品系AChE对DDVP和马拉硫磷的Ki值分别是S品系的 0 4 4和 0 55。这表明AChE发生了质的变化。还应用PCR技术对抗性棉铃虫的击倒抗性 (kdr)进行了鉴定 ,克隆了钠通道的IIS6序列、IIS5和IIS6连接片段以及II和III连接片段 ,测序后比较了R和S品系以及其它昆虫的同源性 ,结果在氨基酸水平未发现有任何差异 ,这表明该抗性棉铃虫品系不涉及kdr。     

二化螟对杀螟硫磷产生抗性的机理

本文就二化螟Ckilo suppressalis Walker对杀螟硫磷抗性发生的机理进行了较为全面的研究。活体增效作用研究表明,脱叶磷(DEF)和氧化胡椒基丁醚(PBO)对抗性种群可分别增效1.3和34.8倍。这表明了多功能氧化酶(MFO)活性增强,而似乎与水解酶的活性无关。对寓体解毒酶的进一步研究表明,抗性和敏感种群的非特异性酯酶活力无明显差异,但羧酸酮酶(CarE,加入10^-4mol/L的毒扁豆碱)和MFO的活力在抗性种群中有所增高。R种群幼虫CarE活力分别是s的2.42和2.92倍(以a-和β-乙酸萘酯为底物);R种群幼虫MFO的O-脱甲基作用的活力为s幼虫的1.43倍(以对硝基茴香醚为底物);R幼虫乙酰胆碱酯酶(AChE)对乙酰胆碱的活力是s的1.3倍,两者相差不大。但从米氏常数K_m)和最大反应速度(V_max)看,R幼虫是s幼虫的1.9和1.6倍;以对氧磷为抑制剂的R幼虫150是s幼虫的2倍。这些表明了R和s的AChE是不同的。研究结果还表明,二化螟对杀螟硫磷抗性的机理至少包括：(1)CarE活性的增高;(2)MFO的O-脱甲基活力的增高和(3)AChE敏感性的降低等。     

二化螟对杀螟硫磷产生抗性的机理

本文就二化螟Ckilo suppressalis Walker对杀螟硫磷抗性发生的机理进行了较为全面的研究。活体增效作用研究表明,脱叶磷(DEF)和氧化胡椒基丁醚(PBO)对抗性种群可分别增效1.3和34.8倍。这表明了多功能氧化酶(MFO)活性增强,而似乎与水解酶的活性无关。对寓体解毒酶的进一步研究表明,抗性和敏感种群的非特异性酯酶活力无明显差异,但羧酸酮酶(CarE,加入10^-4mol/L的毒扁豆碱)和MFO的活力在抗性种群中有所增高。R种群幼虫CarE活力分别是s的2.42和2.92倍(以a-和β-乙酸萘酯为底物);R种群幼虫MFO的O-脱甲基作用的活力为s幼虫的1.43倍(以对硝基茴香醚为底物);R幼虫乙酰胆碱酯酶(AChE)对乙酰胆碱的活力是s的1.3倍,两者相差不大。但从米氏常数K_m)和最大反应速度(V_max)看,R幼虫是s幼虫的1.9和1.6倍;以对氧磷为抑制剂的R幼虫150是s幼虫的2倍。这些表明了R和s的AChE是不同的。研究结果还表明,二化螟对杀螟硫磷抗性的机理至少包括：(1)CarE活性的增高;(2)MFO的O-脱甲基活力的增高和(3)AChE敏感性的降低等。     

小菜蛾抗性个体不敏感乙酰胆碱酯酶的鉴定

乙酰胆碱酯酶(AChE)敏感性降低是小菜蛾对有机磷和氨基甲酸酯产生抗性的重要机制之一,已得到广泛的承认和报道。一种用硝酸纤维素膜的斑点法鉴定个体小菜蛾的抗性AChE不敏感性的应用技术,提供了早期侦测和随后监测田间种群抗性的可能性。此法操作简便灵敏。小菜蛾抗性品系(GBR)和田间种群成虫头部AChE活力,在残杀威抑制时,抑制率分别为50.97%和43.96%,有对氧磷存在时,分别为63.78%和35.87%,较敏感品系的AChE为不敏感。     

不同地理种群小菜蛾对甲胺磷的抗药性

采用浸叶法研究了福州建新镇、福建农林大学校园内、闽侯县上街镇和闽侯县甘蔗镇等地田间小菜蛾种群对甲胺磷的抗性水平及抗性机制。结果表明,与敏感小菜蛾相比,上述4个田间小菜蛾种群已对甲胺磷产生了34-82倍的抗性水平。敏感小菜蛾乙酰胆碱酯酶(AChE)的Ki值是田间抗性小菜蛾AChE的Ki值的17.3-39.1倍。不同小菜蛾种群对甲胺磷的抗性水平也存在着差异,小菜蛾种群AChE对甲胺磷的敏感性大小与其对甲胺磷的抗性水平高低显著相关。     

尼氏钝绥螨抗亚胺硫磷品系的筛选及遗传分析

尼氏钝绥螨Amblyseius nicholsi Ehara et Lee是桔全爪螨Panonychus citri(McGregor)的有效天敌之一.为了筛选抗有机磷农药品系, 经实验室内用亚胺硫磷33次处理后, 抗性提高18.9倍, LC₅₀从最初的52.5ppm提高到995ppm, 为大田常用浓度的两倍.S(敏感型)与R(抗性型)的LD-P线近于平行, 表明两者已成为纯系.正交与反交之F₁代雌性个体的LD—P线介于S与R之间略偏向R方, F₁显性度(D)大于0而小于1, 说明抗性为半显性.F₁(杂合子)与敏感亲本的回交结果, 其LD—P线在50%.死亡率处出现一平坡, SR(杂合子)与SS(敏感个体)的分配比例接近于1:1的理论值.以上结果说明尼氏钝绥螨对亚胺硫磷的抗性为半显性的单基因所控制.正、反交F₁代雄性个体的抗性检测结果表明, F₁代的雄性个体具有其遗传性来自母系的特征.尼氏钝绥螨抗亚胺硫磷品系对辛硫磷、水胺硫磷、乐果、敌敌畏、敌百虫等有机磷农药具有一定的交互抗性, 抗性分别提高28.5、8.5、5.4、3.8和2.9倍.     

几种有机磷杀虫剂使家蝇中毒后对真、假胆碱酯酶的抑制作用

本文用测压法研究了敌百虫、乐果、酰脲磷对家蝇体内外真胆碱脂酶(AChE)、假胆碱酯酶(φChE)的抑制效能与中毒征状的关系,并以N-甲基氨基甲酸苯酯进行了比较。所得结果表明,所用药剂对家蝇的中毒征状与对AChE和φChE的抑制情况紧密相关,而对AChE的抑制作用比对φChE的抑制作用大:其原因可能是由于AChE的磷酸化程度大于φChE。不同药剂对酶的最大抑制作用虽有所不同,但同一种药剂使两种酶受抑制的最高峰出现在同一时间,并且都在家蝇中毒昏迷时出现。 此外,AChE及φChE在被各种药剂在体内抑制后,经一定时间,出现恢复现象,但对于不同药剂,恢复出现的时间不同。恢复现象的产生,可能是由于酶的重新形成,或磷酸化酶的水解。 由体外抑制的结果(pI₅₀)与体内处理结果的比较,表明了体内外的抑制情况非常一致。     

羧酸酯酶介导的小菜蛾对氟虫腈的抗性

【目的】羧酸酯酶（carboxylesterases, CarEs）是昆虫重要的解毒代谢酶之一,可以介导靶标昆虫对多种杀虫剂的代谢抗性。本研究检测了羧酸酯酶对小菜蛾Plutella xylostella 抗药性的介导功能,旨在阐明羧酸酯酶在小菜蛾代谢解毒中的生理生化和分子机理。【方法】采用点滴法测定氟虫腈对小菜蛾敏感种群和抗氟虫腈种群的毒力,以及羧酸酯酶抑制剂磷酸三苯酯（triphenyl phosphate, TPP）对氟虫腈的增效作用;以LC₃₀和LC₅₀浓度的氟虫腈处理抗性小菜蛾,测定药剂处理后CarEs酶活性的变化;利用qRT-PCR技术分析Pxae22和Pxae31两个基因在小菜蛾不同发育阶段、组织和种群的表达模式;利用dsRNA干扰Pxae22和Pxae31后观察基因的表达变化和小菜蛾3龄幼虫对药剂敏感性的变化。【结果】TPP可以削弱小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的抗性,增效倍数约为6倍;使用较低剂量（LC₃₀和LC₅₀）氟虫腈处理小菜蛾3龄幼虫后,处理组CarEs比活力明显高于对照,提示氟虫腈对小菜蛾CarEs活性具有诱导作用。对羧酸酯酶基因Pxae22和Pxae31在小菜蛾不同发育阶段、4龄幼虫不同组织和不同种群3龄幼虫中的表达模式分析发现,这两个基因在小菜蛾4龄幼虫中的表达量最高;在4龄幼虫中以中肠组织中的表达量较高,头、表皮、脂肪体中的表达量很低; 抗性种群中的表达量显著高于敏感种群。通过干扰 Pxae22和 Pxae31后的qRT-PCR验证,两个基因的表达量均显著降低,进一步的氟虫腈毒力测定发现,干扰P xae22和 Pxae31后的小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的敏感性分别增加了1.63倍和1.73倍。【结论】羧酸酯酶在小菜蛾对氟虫腈解毒代谢中具有重要作用;Pxae22和Pxae31是小菜蛾的两个抗性相关基因,其表达水平的变化直接影响小菜蛾对氟虫腈的敏感性。     

乙酰胆碱酯酶敏感性的变化与家蝇抗药性的关系

结合抗性机理, 对四个家蝇(Musca domestica vicina)品系头部的乙酰胆碱酯酶(AchE)对底物和抑制剂反应的动力学进行了研究.结果表明, AchE敏感性的降低是引起两个有机磷药剂(OP)抗性品系DDVP-R和Trichl-R对OP交互抗性的一个主要因子.Trichl-R对二氯苯醚菊酯无抗性, 而二氯苯醚菊酯抗性品系2Cl—R对所测定的OP有负交互抗性, 并且它的AchE对OP的敏感性较正常品系(NP)AchE的敏感性要高.AchE敏感性的变化, 反应在酶结构上, 主要是酶对抑制剂的亲和性(K_d)的变化, 而磷酸化速率(K₂)影响不大.同时对AchE的底物和抑制剂结合位点及结构变化进行了分析和探讨.     

Determination of organophosphate and carbamate resistance allele frequency in diamondback moth populations by quantitative sequencing and inhibition tests

A quantitative sequencing (QS) protocol was established for predicting the frequencies of the A298S and G324A mutations in the diamondback moth (Plutella xylostella) type-1 acetylcholinesterase (AChE) locus, putatively involved in organophosphate (OP) and carbamate (CB) insecticide resistance. The nucleotide resistant signal ratio at each mutation site was generated from sequencing chromatograms and plotted against the corresponding resistance allele frequency. Frequency prediction equations were generated from the plots by linear regression, and the signal ratios were highly correlated with resistance allele frequencies (r² > 0.987). QS analysis of 15 representative regional field populations of DBM in Korea revealed that the allele frequencies of both A298S and G324A were over 70% in most field populations, implying the prevalent state of these resistance-associated mutations. In the AChE inhibition assay, all populations showed reduced sensitivity to paraoxon, DDVP, carbaryl, and carbofuran, supporting the notion that DBM resistance to OPs and CBs is widespread in Korea.     

Organophosphorus and carbamate resistance in the predacious miteTyphlodromus pyri due to insensitive acetylcholinesterase

The cause of parathion and propoxur resistance inTyphlodromus pyri was studied in a Dutch strain in which resistance was dependent on a semi-dominant gene. Activity of glutathione S-transferase and acetylcholinesterase and reaction rate of acetylcholinesterase with paraoxon and propoxur were measured in this resistant (R) and in a susceptible (S) strain. The R strain was 100-fold resistant to parathion and 2300-fold resistant to propoxur. A 36-fold reduction was found in rate of inhibition of acetylcholinesterase in the R strain for paraoxon, and a 14-fold reduction for propoxur. In combination with the monogenic nature of the resistance, this proves that the insensitivity of acetylcholinesterase is the cause of resistance. The rate constant of acetylcholinesterase inhibition at 25°C in the S and R strains was 1.5×10⁵ and 4.2×10³ M ^–1 min^–1 respectively for paraoxon, and 5.1×10⁴ and 3.6×10³ M ^–1 min^–1 for propoxur. There was no significant difference between the R and S strains in glutathione S-transferase activity. The R strain had a somewhat lower acetylcholinesterase activity than the S strain.     

小菜蛾对九种杀虫剂的抗药性

采用叶片药膜法测定了9种杀虫剂对海南、山东、广东、湖北武汉和襄樊等5个地区小菜蛾Plutella xylostella(L.)田间种群的毒力,和室内相对敏感品系比较。结果显示,5个地区的小菜蛾种群都对氯氰菊酯产生了10倍以上的抗性,广东和山东种群达到30倍以上的抗性。对阿维菌素的抗性山东小菜蛾种群达到135倍,广东种群达到30倍,其他地区均在10倍以下。但是,作用机制与阿维菌素类似的药剂,氟虫腈的抗性5个地区均在5倍或5倍以下。对昆虫生长调节剂定虫隆和氟虫脲的抗性除广东种群分别在10倍和20倍以上外,其他地区均在5倍以下。广东种群对多杀菌素的抗性为7.8倍,其他地区的种群没有产生抗性,多杀菌素和杀虫双均为作用于乙酰胆碱受体的药剂,但是作用的位点不同。杀虫双对5个种群的LC50值均是比较大的(>800 mg/L),尽管没有明显的抗性,不适宜用于小菜蛾田间防治。对呼吸链电子转移抑制剂溴虫腈的抗性均在10倍以下。对辛硫磷的抗性在2~5倍。     

Pharmacodynamics of malathion and carbaryl in susceptible and multiresistant German cockroaches (Dictyoptera: Blattellidae)

Studies with malathion and carbaryl were done to compare toxicity; absorption, metabolism, internal accumulation, and excretion; and in vivo inhibition of acetylcholinesterase (AChE) after topical applications to adult male susceptible (S, Orlando normal) or multiresistant (R, HRDC) German cockroaches, Blattella germanica (L.). Compared with the S strain, R cockroaches were highly resistant to malathion (about 33-fold) and only moderately resistant or tolerant to carbaryl (about 5-fold). Tests with topically applied 14C-labeled malathion and carbaryl indicated that both compounds penetrated rapidly and radioactive products were readily excreted. Rates of absorption or excretion in S and R strains did not differ significantly. Both insecticides were extensively metabolized; each yielded the same array and similar concentrations of metabolites in insects from either strain. In contrast, metabolic detoxification of malathion and carbaryl was significantly greater in R cockroaches when the insects were treated by injection. Strains did not differ significantly in the in vitro inhibition of brain AChE by either malaoxon or carbaryl. However, dramatic differences were observed between strains in the in vivo inhibition of AChE during a 6-h test period after topical treatment with malathion, and moderate but significant differences occurred between strains in the in vivo inhibition of AChE by carbaryl. These data suggest that the strong resistance to malathion and moderate resistance or tolerance to carbaryl in R cockroaches is probably a result of enhanced capability for metabolic detoxification.     

艾氏剂环氧化酶及细胞色素P－450对小菜蛾抗药性发展的影响

本文对室内长期饲养的小菜蛾（Ｐｌｕｔｅｌｌａ　ｘｙｌｏｓｔｅｌｌａ　Ｌ．）敏感品系和田间采集的抗性种群体内的艾氏剂平氧化酶及细胞色素Ｐ－４５０进行了比较研究。结果证明,艾氏剂环氧化酶在感性和抗性小菜蛾间存在着量及质的差异。抗性种群的艾氏剂环氧化酶的Ｖｍａｘ和Ｋｍ值分别为感性品系的５．４％和６．５倍。抗性种群的细胞色素Ｐ－４５０的含量是感性品系的１．１—１．３倍。艾氏剂环氧化酶在量上及质上的差异及细胞色素Ｐ－４５０含量的提高是导致小菜蛾抗药性发生与发展的重要机制之一。而且质的差异较之量的差异可能起着更为重要的作用．