云南烟蚜抗药性机制研究

通过比较云南烟蚜敏感品系和抗性品系的解毒酶(α-乙酸萘酯羧酸酯酶、β-乙酸萘酯羧酸酯酶)和靶标酶(乙酰胆碱酯酶)的活力,研究了烟蚜对有机磷、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类杀虫剂抗性的生化机制,并通过酯酶基因扩增检测和钠离子通道突变检测,研究了其抗性的分子机制。结果表明:α-乙酸萘酯羧酸酯酶活力增强是烟蚜对有机磷类、氨基甲酸酯类杀虫剂及拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性机制之一;乙酰胆碱酯酶在烟蚜对有机磷杀虫剂抗性中起重要作用;3个抗性品系烟蚜均没有发生酯酶基因扩增,抗拟除虫菊酯品系烟蚜发生了钠离子通道突变。     

家蝇中乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶和多功能氧化酶活性与抗药性的关系

本文对几种抗药性和敏感性家蝇品系的乙酰胆碱酯酶(AChE)、羧酸酯酶及多功能氧化酶(MFO)进行了测定.结果表明:①抗药性品系和敏感性品系的AChE活力差异不大, 有机磷抗性品系的AChE对对氧磷的不敏感性比敏感性家蝇明显增大.②某些抗药性家蝇的羧酸酯酶活力比敏感性家蝇大.③抗药性家蝇的MFO活力(O-脱甲基和环氧化)比敏感性家蝇均有不同程度的增高.④二氯苯醚菊酯抗性家蝇对有机磷有负交互抗性.     

抗有机磷三带喙库蚊的酯酶研究

本文主要利用聚丙烯酰胺凝胶电泳及离体酶学技术研究抗有机磷三带喙库蚊(Culex tritaeniorhynchus Giles)与各种水解酶系的关系.结果表明:三带喙库蚊抗性品系的羧酸酯酶活性明显高于敏感品系.此外,酯酶同功酶谱显示抗性品系有一染色很深的高活性羧酸酯酶带E₄,而胆碱酸酶活性测定结果表明抗性与敏感品系无明显差异.因此本实验证明,该蚊对有机磷杀虫剂之所以产生高度抗性.其主要原因与羧酸酯酶的活力增加有关.这和我们生物测定结果完全一致.     

家蝇对拟除虫菊酯农药的抗性机制

本文对二氯苯醚菊酯和溴氰菊酯分别选择的高抗性家蝇(Musca domestica vicina)品系2Cl-R及Dec-R的抗性机制进行了研究.应用生物测定、增效剂,体内试验的表皮穿透作用、离体条件的解毒酶系活性的增加以及家蝇头部ATP酶活力的研究结果表明,两种拟除虫菊酯高抗性家蝇品系的表皮穿透性均比正常品系NP为慢,特别是Dec-R品系极慢.酯酶和多功能氧化酶及其末端的细胞色素P-450的活性在两个抗性品系中都比NP品系有不同程度的增高,但2Cl-R品系以氧化酶为主,而Dec-R品系似以酯酶占优势.Dec-R品系的Na⁺—K⁺-ATP酶活力低于NP品系的46%,而2Cl-R品系与NP品系相等.Mg²⁺-ATP酶活性在两个抗性品系中均高于正常品系.Mg²⁺-ATP酶可能也是拟除虫菊酯的一个重要靶标部位.     

淡色库蚊中抗性相关羧酸酯酶的纯化及其生化性质

在库蚊Culex pipiens品系中,非专一性酯酶活性的升高是对有机磷杀虫剂产生抗性的重要机理之一。应用SDS/PAGE,比较淡色库蚊Culex pipiens pallens抗敌百虫品系(RD)、敏感型品系(S)和抗苄呋菊酯品系(PY)中可溶性总蛋白质带型,显示RD中含有一条特异蛋白带,其它两个品系中未检出。在RD成虫匀浆液总蛋白中含量高达2.1%。分子量测定为66 kD。应用柱层析法分离得到了较纯的纯品。以α-NA为底物测得K_m=64.1 mmol/L,V_max=249.8 mmol/(L·mg·min)。与羧酸酯酶相比较：其K_m值小于已报道的抗性品系及非抗性品系A-酯酶和B-酯酶。V_max值比已报道抗性品系A-酯酶低,比B-酯酶高。较高浓度的敌百虫并不能抑制其酶活,属于A-酯酶。在昆虫体内可能主要通过结合隔离作用(sequestration)提高昆虫对有机磷的耐受性,对有机磷杀虫剂水解作用的可能性也不能排除。     

库蚊羧酸酯酶研究进展

在昆虫对有机磷杀虫剂抗性的研究中 ,羧酸酯酶 (ｃａｒｂｏｘｙｌｅｓｔｅｒａｓｅｓ)的过量产生是库蚊对有机磷杀虫剂 (ＯＰ)产生抗性的主要机制。羧酸酯酶能够与进入昆虫体内的有机磷杀虫剂快速结合 ,将杀虫剂在到达靶标作用位点前阻隔或降解 ,使其无法发挥原有的杀伤效用。1 .羧酸酯酶的命名库蚊中羧酸酯酶的命名一般根据其水解α 和 β 乙酸萘酯的先后顺序和电泳迁移率不同而定 ;在淀粉电泳中 ,当等量α 乙酸萘酯(α ＮＡ)和 β 乙酸萘酯 (β ＮＡ)同时存在时 ,优先水解α ＮＡ呈蓝色的为酯酶Ａ ,优先水解 β ＮＡ呈红色的为酯酶Ｂ[1] …     

白纹伊蚊溴氰菊酯抗性和敏感品系羧酸酯酶性质比较

本文对白纹伊蚊Aedes albopictus溴氰菊酯抗性品系和敏感品系羧酸酯酶的生物化学性质进行了比较。白纹伊蚊抗性品系和敏感品系羧酸酯酶随底物浓度(α-乙酸萘酯或β-乙酸萘酯)的变化比活力变化趋势一致,但抗性品系对这2种底物的比活力均高于敏感品系,抗性品系羧酸酯酶的米氏常数和最大反应速度与敏感品系有显著差异。胆碱酯酶抑制剂测定结果表明,抗性品系羧酸酯酶对敌敌畏和磷酸三苯酯的敏感性高于敏感品系,对残杀威的敏感性低于敏感品系。2个品系羧酸酯酶对脱叶磷的敏感性差异不大。说明羧酸酯酶可能与白纹伊蚊对溴氰菊酯抗性有关。     

抗性品系棉蚜乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的变异

用浸叶法测定了采自我国不同地区(泰安、莱阳、南京、北京和安阳)的棉蚜品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ对久效磷、甲胺磷、抗蚜威和灭多威等杀虫剂的抗性水平,各棉蚜品系对杀虫剂的抗性依次为Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ,Ⅱ>Ⅰ。进一步研究表明,Ⅴ和Ⅳ品系棉蚜乙酰胆碱酯酶对杀虫剂的敏感性显著下降,Ⅱ品系次之,Ⅲ和Ⅰ品系接近于敏感品系。Ⅴ和Ⅳ品系乙酰胆碱酯酶的Km值显著下降,表明酶发生了质的变化。不同棉蚜抗性品系的酯酶（全酯酶和羧酸酯酶）活性均显著升高,其中Ⅲ品系的酯酶活力为Ⅱ品系的2倍。Ⅴ品系羧酸酯酶Km值达2460.4 μmol/L,而Ⅳ品系仅为84.4 μmol/L,该两个品系羧酸酯酶发生了质的变化。研究结果表明,不同抗性程度的棉蚜品系均存在代谢抗性和靶标抗性。低抗水平的棉蚜品系,以代谢抗性为主,靶标抗性为辅;中抗水平的棉蚜品系,抑或由于解毒代谢酶的活性显著增强,也可能由于靶标的敏感性显著下降;而高抗水平的棉蚜品系,依赖于代谢抗性和靶标抗性的联合作用。     

拟除虫菊酯对家蝇Ca—ATPase和Ca—Mg—ATPase的抑制作用

通过对家蝇神经系统的Ca-ATPase、Ca-Mg-ATPase性质的研究,表明Ca-ATPase、Ca-Mg-AT-Pase反应的适宜pH值分别为7.0-8.5和6.5。适温皆为35-40℃;底物（ATP）最适浓度均为0.5mmol/L。比较测定了家蝇三个品系中两种ATPase的活性及拟除虫菊酯对该酶的抑制作用,实验证明,敏感与Del-R、2Cl-R品系间Ca-ATPase、Ca-Mg-ATPase活力无明显的差异。溴氰菊酯、氯菊酯可部分地抑制敏感品系家蝇Ca-ATPase活性,而对拟除虫菊酯抗性品系Ca-ATPase无抑制作用,从而证明,Del-R、2Cl-B品系Ca-ATPase对拟除虫菊酯的敏感性已明显降低,这可能能是击倒抗性机制之一。实验还表明,拟除虫菊酯对Ca-Mg-ATPase基本上无抑制作用,这说明在家蝇中,Ca-Mg-ATPase并不是拟除虫菊酯的一个靶标位点。     

棉蚜对有机磷杀虫剂抗性的生化机理

本文对有机磷抗性和感性棉蚜Aphis gossypii三个种群抗性生化机制进行了讲究.首先用解毒酶的抑制剂测定药剂的解毒途径.进一步测定乙酰胆碱酯酶活力及其敏感性和多功能氧化酶、谷胱甘肽s-转移酶、α-乙酸萘酯酶和α-乙酸萘酯羧酸酯酶等解毒酶的活力.结果表明,体内条件下,多功能氧化酶与抗性有关,但在离体条件下,在棉蚜匀浆液中有内源抑制剂存在.α-乙酸萘酯酶和α-乙酸萘酯羧酸酯酶活力的增加,乙酰胆碱酯酶对杀虫剂敏感性的降低也是造成棉蚜对有机磷产生抗性的原因.     

拟除虫菊酯对家蝇Na-K-ATPase抑制作用的研究

通过对家蝇神经系统Na-K-ATPase性质的研究,表明Na-K-ATPase反应的适宜pH值为7.0～8.0,适温为35～40℃,K_m为0.22 mmol/L,V_max为555.56 nmol/(mg·min)。比较测定了家蝇敏感品系、Del-R、2Cl-R抗性品系的Na-K-ATPase活性及溴氰菊酯和氯菊酯对该酶的抑制作用。实验证明,敏感与抗性品系间Na-K-ATPase活力无显著的差异,但溴氰菊酯和氯菊酯对不同家蝇品系Na-K-ATPase的抑制作用有明显区别,两种拟除虫菊酯可抑制敏感家蝇品系Na-K-ATPase的活性,而对抗性品系无明显的抑制作用。     

杀虫剂及不同地区寄主植物对棉蚜酯酶的影响

通过滤纸酯酶反应法比较 4种有机磷杀虫剂对北京和山东高密地区取食不同寄主植物的棉蚜β-乙酸萘酯 (β -NA)酯酶的抑制作用。结果表明高密地区不同寄主植物上的棉蚜 β -NA酯酶活力高的个体多于北京地区 ,同时辛硫磷对高密地区不同寄主植物上的棉蚜 β -NA酯酶的抑制作用亦高于北京地区 ,而久效磷和DDVP对两地区不同寄主植物上的棉蚜种群中 β-NA酯酶的抑制作用相似。     

棉蚜抗氧化乐果品系及敏感品系羧酸酯酶性质的比较

在室内用氧化乐果逐代筛选的棉蚜抗性品系,相对于敏感品系的抗性倍数是17。用α-乙酸萘酯（α-NA）、α-丁酸萘酯（α-NB）、α-磷酸萘酯（α-NP）和β-磷酸萘酯（β-NP）作底物比较研究了氧化乐果抗性和敏感品系棉蚜Aphis gossypii羧酸酯酶的比活力、米氏常数（K_m）和最大反应速度V_max）等有关的动力学常数。以α-NA和α-NB作底物时,抗性品系棉蚜的比活力显著低于敏感品系的;以α-NP和β-NP作底物时,两个品系棉蚜的比活力、K_m和V_max没有明显差异。用α-NA、β-NA作底物染色做酯酶同工酶电泳,抗性品系棉蚜的酯酶同工酶染色比敏感品系棉蚜的浅。     

抗溴氰菊酯家蝇在不同用药方式下的敏感性变化及其机制

以具有极高抗水平的抗溴氰菊酯家蝇Musca domestica vicina Macquart DR0品系为试虫,模拟田间几种常见的用药方式(混用、轮用、使用增效剂),在室内进行平行汰选,并以不用药和继续用原药汰选的为比较,研究试虫在这几种用药方式下的敏感性变化及其变化机制。抗性家蝇用辛溴混剂、辛硫磷以及溴氰菊酯＋SV₁汰选后,在F₁₆(F₁₇)代以前,对溴氰菊酯及汰选药剂的抗性发展相对都比较缓慢;F₁₆(F₁₇)代以后,用溴氰菊酯＋SV₁汰选的家蝇对溴氰菊酯的敏感性迅速下降,抗性发展很快。家蝇对溴氰菊酯的敏感性变化与药剂中溴氰菊酯的选择压有关。生化分析结果表明,在不同用药方式汰选下,家蝇体内酯酶、多功能氧化酶、谷胱甘肽-S-转移酶、乙酰胆碱酯酶的酶活或特性发生了不同的变化。     

Expression and kinetic analysis of carboxylesterase LmCesA1 from Locusta migratoria

Objective

To investigate the biochemical characterization of the carboxylesterase LmCesA1 from Locusta migratoria.

Results

We expressed recombinant LmCesA1 in Sf9 cells by using the Bac-to-bac baculovirus expression system. Enzyme kinetic assays showed that the K_m values of LmCesA1 for α-naphthyl acetate (α-NA) and β-naphthyl acetate (β-NA) were 0.08?±?0.01 mM and 0.22?±?0.03 mM, respectively, suggesting that LmCesA1 has a higher affinity for α-NA. LmCesA1 retained its enzymatic activity during incubations at pH 7–10 and at 10–30 °C. In an inhibition experiment, two organophosphate pesticides (malaoxon and malathion) and one pyrethroid pesticide (deltamethrin) showed different inhibition profiles against purified LmCesA1. Recombinant LmCesA1 activity was significantly inhibited by malaoxon in vitro. UPLC analysis showed that no metabolites were detected.

Conclusions

These results suggest that overexpression of LmCesA1 enhances malathion sequestration to confer malathion tolerance in L. migratoria.

     

棉蚜抗氧化乐果品系的羧酸酯酶基因突变

用氧化乐果对室内敏感品系棉蚜Aphis gossypii (Glover)进行抗性选育,经24代筛选,抗性指数达到124.7倍。以α-乙酸萘酯（α-NA）为底物,比较了氧化乐果敏感和抗性品系棉蚜羧酸酯酶的比活力,发现抗性品系羧酸酯酶比活力明显小于敏感品系。对这两个品系的羧酸酯酶基因进行了克隆,通过对抗性和敏感品系羧酸酯酶基因核苷酸序列及推导的氨基酸序列比较,发现抗性品系有4个氨基酸残基发生了替代 (His¹⁰⁴→Arg, Ala¹²⁸→Val, Thr³³³→Asp, Lys⁴⁸⁴→Arg)。对其蛋白质三维结构分析推测只有His¹⁰⁴→Arg的替代是位于其活性中心。棉蚜氧化乐果敏感和抗性品系羧酸酯酶基因cDNA全长的GenBank登录号分别为AY485216和AY485214。     

The occurrence of an adult reproductive diapause in the univoltine life cycle of the beech leaf mining weevil,Rhynchaenus fagi L.

Summary

Juvenile hormone (JH) and α-naphthyl acetate (α-NA) esterase activity was measured on a daily basis during embryogenesis of the house cricket, Acheta domesticus. In eggs dissected from the lateral oviducts and embryos through blastokinesis, there were elevated levels of nonspecific JH esterase activity. The JH esterase activity could not be resolved from the α-NA esterase activity by gel filtration chromatography and the metabolism of both substrates was inhibited equally by 0,0-diisopropyl phosphorofluoridate (DFP). From blastokinesis through egg hatch, the JH esterase activity was maintained at relatively low levels and was resolved from the α-NA esterase activity by gel filtration. The α-NA esterase activity was inhibited by DFP while the JH esterase activity was relatively unaffected. Low JH titers in eggs must be maintained through blastokinesis for normal development. Elevated JH esterase activity in eggs during this period appears to have a functional role in the metabolism of maternal JH in the egg.     

不同地区小菜蛾种群羧酸酯酶的毒理学性质研究

在1995～1997年对湖北武汉、河北张家口地区小菜蛾Plutella xylostella(L.)种群的抗药性进行了研究。结果表明对阿维菌素的抗性和台湾敏感种群相比,武汉种群抗性为4.3倍,张家口种群抗性为1.8倍;对马拉硫磷的抗性武汉和张家口种群分别为2.2和2.9倍;对氟铃脲的抗性分别为3.2和0.5倍;对溴氰菊酯的抗性分别为2.4和1.7倍。对羧酸酯酶(Care)的研究结果表明,三个种群幼虫CarE对a-乙酸萘酯或β-乙酸萘酯(a或β-NA)水解活性差异显著,但成虫Care活性没有明显差异。武汉和张家口种群幼虫CarE对a-NA和β-NA的亲和力没有明显差异,但是武汉种群幼虫Care对底物的亲和力高于张家口种群。敏感品系Care对a—NA的亲和力明显高于对β-NA,相差约3倍。不同类型的抑制剂对小菜蛾幼虫CarE的抑制能力不同。增效磷和对氧磷对敏感品系CarE水解a-NA具有明显的抑制作用,分别比对武汉种群Care的抑制作用大4.577倍(SVl)和2.576倍(对氧磷)。