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。     

一个致倦库蚊杀虫剂敏感品系的筛选

化学防治是控制蚊虫传播疾病的主要方法, 抗性监测表明我国蚊虫已对有机磷、 有机氯、 氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类杀虫剂产生了不同程度的抗性。蚊虫抗药性的分子机制主要包括靶标抗性和三大解毒酶家族带来的代谢抗性。筛选对杀虫剂敏感的品系是抗性监测和抗性机理研究必不可少的材料。本研究通过从一个致倦库蚊Culex pipiens quinquefasciatus野生种群筛选无乙酰胆碱酯酶G119S突变且具有低活性羧酸酯酶、 P450单加氧酶和谷胱甘肽-S-转移酶的单雌系, 建立了一个对杀虫剂敏感的致倦库蚊品系。该品系的羧酸酯酶活性是敏感品系S-lab的2.5倍, P450单加氧酶和谷胱甘肽-S-转移酶的活性与S-lab相当。生物测定表明, 与S-lab相比, 该品系对有机磷杀虫剂有低于2倍的抗性, 对氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类杀虫剂没有抗性, 可以作为相对敏感品系用于抗性监测。     

淡色库蚊对敌百虫抗性的研究——水解酶同敌百虫抗性关系

本文利用离体水解酶测定和聚丙烯酰胺圆盘电泳技术研究了淡色库蚊(Culex pipiens pallensCop.)对敌百虫抗性和水解酶的关系。实验结果表明:(1)抗性品系的羧酸酯酶活力远比敏感的大,并随着对敌百虫抗性水平的升降而增减。(2)酯酶同功酶谱表明,抗性品系有一染色强度很深的特征性羧酸酯酶带E₅,该带在抗性和敏感品系的杂交子代F₁中也发现,但强度不如抗性品系,这同F₁代的抗性水平下降相平行。(3)无论胆碱酯酶或是磷酸酯酶活力,在二品系中未见到明显差异。抗性和敏感品系的胆碱酯酶对敌百虫和敌敌畏的敏感度相似。     

棉蚜抗吡虫啉品系和敏感品系主要解毒酶活性比较

通过生物测定和生物化学方法比较了棉蚜 Aphis gossypii 对吡虫啉抗性（约为7倍）和敏感品系几种主要解毒酶的活性。结果表明：氧化胡椒基丁醚对两个品系均无明显增效作用。抗性品系中羧酸酯酶和谷胱甘肽S-转移酶的比活力均明显高于敏感品系,抗性品系中羧酸酯酶的K_m值也显著高于敏感品系,说明抗性品系羧酸酯酶与底物的亲和力明显高于敏感品系。上述结果证明羧酸酯酶和谷胱甘肽S-转移酶活力增强在棉蚜对吡虫啉的抗性中起重要作用。     

有机磷对抗拟除虫菊酯家蝇的毒力

测定敏感、抗溴氰菊酯(Del-R)、抗氯菊酯(2Cl-R)的家蝇品系对有机磷杀虫剂敌敌畏、辛硫磷及马拉硫磷的LD₅₀,α-乙酸萘酯（α-NA）酯酶动力学,酯酶的活性和酯酶的抑制作用。Del-R和2Cl-R的家蝇品系对三种有机磷杀虫剂的抗性倍数为0.966～7.190倍,均为低抗水平。三个家蝇品系的羧酸酯酶活性水平与抑制中浓度存在正相关性,说明羧酸酯酶在抗拟除虫菊酯家蝇对有机磷杀虫剂的抗性中起一定的作用。     

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。     

淡色库蚊酯酶等位基因及其在自然种群中的频率分布

酯酶基因扩增所产生的酯酶活性升高是库蚊Culex pipiens对有机磷杀虫剂抗性的主要机理之一。采用分子杂交技术和限制性酶切片段长度多态性(RFLP)分析,已鉴定出多种酯酶等位基因类型。该文通过酯酶基因特异性片段的PCR扩增及扩增片段的酶切片段分析,对淡色库蚊Culex pipiens pallens四种有机磷抗性品系的酯酶等位基因进行分型,并测定分析自然种群中不同酶型的频率分布。研究结果表明：PCR分型方法具有快速、准确的特点。不同的有机磷杀虫剂对酯酶等位基因具有明显的选择作用。双硫磷品系为B₁型;毒死蜱和敌百虫品系为B₂型;马拉硫磷品系为B₁型和B₁/B₂杂合型。不同地区采集的种群表现出不同的酶型频率分布。该文就杀虫剂对酯酶等位基因选择作用及自然种群的酶型频率分布进行了讨论。     

马拉硫磷和敌百虫混用和轮用的研究:淡色库蚊的酯酶同功酶与抗性的关系

用马拉硫磷和敌百虫单独处理30代和31代的淡色库蚊,见到对马拉硫磷和敌百虫的抗性分别为敏感品系的286和303倍,而以马拉硫磷和敌百虫轮用(32代)和混用(31代)处理的品系对马拉硫磷和敌百虫的抗性均在70倍以下。 离体酶的活性测定和酯酶同功酶的酶谱分析均表明,抗性品系体内羧酸酯酶活力高于敏感品系;酸性磷酸酯酶和乙酰胆碱酯酶的活力两者差异不显著,可见马拉硫磷和敌百虫的抗性主要和羧酸酯酶活力的增长有关。     

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.     

运用α-氰代酯荧光底物检测抗性棉蚜羧酸酯酶代谢活性

为了研究抗性和敏感棉蚜Aphis gossypii品系对菊酯类药剂代谢的差异, 本实验合成了溴氰菊酯和高效氯氰菊酯报告荧光底物, 应用这两种底物水解后生成具有荧光化合物的特性,测定了不同品系棉蚜羧酸酯酶的代谢活性。结果表明: 氧化乐果棉蚜抗性和敏感品系羧酸酯酶对溴氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为10.0和3.4 pmol/min·mg; 对高效氯氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为4.0和2.4 pmol/min·mg, 抗性品系羧酸酯酶对溴氰菊酯和高效氯氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为敏感品系的2.9和1.7倍; 溴氰菊酯棉蚜抗性和敏感品系羧酸酯酶对溴氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为7.6和6.2 pmol/min·mg; 对高效氯氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为9.3和5.2 pmol/min·mg, 抗性品系羧酸酯酶对溴氰菊酯和高效氯氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为敏感品系的1.2和1.8倍。这种衍生的报告荧光底物能够用来检测抗性棉蚜羧酸酯酶的水解活性, 表明羧酸酯酶可能参与棉蚜对溴氰菊酯和氧化乐果抗性的形成。     

论淡色库蚊敌百虫抗性品系的抗药性机理

分别测定了淡色库蚊(Culex pipiens pallens)敏感品系(SEN)及敌百虫抗性品系(RD)雌成蚊的乙酰胆碱酯酶(AchE)对硫代乙酰胆碱(Atch)的米氏常数(K_m)和最大反应速度(V_max).SEN雌成蚊头部AchE的K_m=1.2×10^-4mol/L,V_max=7.7×10^-3mol/L(产物);胸部的K_m=0.8×10^-4mol/L,V_max=6.5×10^-3mol/L(产物).RD雌成蚊头部AchE的K_m=5.7×10^-4mol/L,V_max=25×10^-3mol/L(产物);胸部的K_m=0.8×10^-4mol/L,V_max=9.5×10^-3mol/L(产物).结果表明:1.SEN和RD二者的雌成蚊,它们自身头、胸间AchE是不同质的,是以同工酶的形式存在,因此RD雌成蚊头部AchE的性质与SEN雌成蚊的头部有显著差异也是由AchE同工酶的变异所造成.2.RD雌成蚊头部AchE在量上与SEN间也存在明显的差异.因此可以认为RD雌成蚊对有机磷产生抗性的主要机理是头部AchE在质和量上产生了变异.由于羧酸酯酶不是对具有磷酸酯键的有机磷制剂作用的靶子酶,因而不是敌百虫抗性产生的主要原因.     

云南省致乏库蚊对四种杀虫剂的敏感性调查

云南省分别在１９７８—１９８１ 年和１９９２—１９９４ 年间开展了致乏库蚊对杀虫剂的敏感性调查。根据剂量死亡率回归线和区分剂量线相交点所处的位置, 判定１９７８ —１９８１ 年的抗性等级（ＬＣ５０ 测定） , 再与同一监测点１９９２—１９９４ 年抗性级（区分剂量法） 比较, 评估其敏感性。结果云南大部份地区致乏库蚊对ＤＤＴ、杀螟硫磷和敌百虫, 由敏感（Ｓ） 或初步抗性（Ｍ） 发展为初步抗性或抗性（Ｒ）, 原来的Ｒ种群仍保持不变; 但对马拉硫磷仍象１０ 多年前一样敏感。     

杭州地区尖音库蚊复合组的抗药性动态

用生物测定和淀粉电泳技术对采自杭州市和上海市的尖音库蚊复合组(Culex pipienscomplex)蚊虫的抗性水平及与抗性有关的酯酶进行了研究。抗性水平的测定结果表明:与S-LAB敏感系相比,杭州市种群对DDVP、对硫磷、毒死蜱、邻仲丁基苯基甲基氨基甲酸酯和残杀威的抗性分别是S-LAB敏感品系的3.9,7.6,1.6,1.6,2.5倍。利用淀粉凝胶电泳技术分析了野生种群中抗性羧酸酯酶(EST)等位酶的基因表型及其频率。4个种群中都存在着世界范围内广泛分布的过量产生的非特异性酯酶Estβ1和Estα2/β2,上海种群主要以高活性的酯酶Estβ11为主(98.3%),除了这些基因以外,2004年杭州市下城区又出现了1种新的酯酶基因(50%)。     

Esterase B1 activity variation within and among insecticide resistant, susceptible and heterozygous strains of Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae)

Amplification of the esterase B1 gene of Culex quinquefasciatus Say results in high titers of an esterase enzyme that confers resistance to organophosphate insecticides. Esterase activity of individuals was measured in samples from an organophosphate resistant strain (Tem-R), a susceptible strain (S-Lb), and their reciprocal F1 progeny. Within-strain variation, as measured by coefficients of variation, was fairly consistent between sexes within strains and among strains (average, 12%). On average, individuals from the Tem-R strain had about 120 times the esterase activity of individuals from the S-Lab strain. The mean esterase activities of the F1 strains were significantly higher than the average of the Tem-R and S-Lab strain mean esterase activities, suggesting enhanced expression of the amplified esterase B1 genes in F1 individuals. Reciprocal F1 strains did not differ significantly in esterase activity or resistance, indicating that maternal effects do not influence either of these measures in these strains. The levels of esterase activity of the strains are discussed in relation to their resistance.     

Molecular characterization of the amplified aldehyde oxidase from insecticide resistant Culex quinquefasciatus.

Primary structural information including the complete nucleotide sequence of the first insect aldehyde oxidase (AO) was obtained from the common house mosquito Culex quinquefasciatus (Say) through cloning and sequencing of both genomic DNA and cDNA. The deduced amino-acid sequence encodes a 150-kDa protein of 1266 amino-acid residues, which is consistent with the expected monomeric subunit size of AO. The Culex AO sequence contains a molybdopterin cofactor binding domain and two iron-sulfur centres. A comparison of the partial sequences of AO from insecticide resistant and susceptible strains of C. quinquefasciatus shows two distinct alleles of this enzyme, one of which is amplified in the insecticide resistant strain on a 30-kb DNA amplicon alongside two resistance-associated esterases. The amplified AO gene results in elevated AO activity in all life stages, but activity is highest in 3rd instar larvae. The elevated enzyme can be seen as a separate band on polyacrylamide gel electrophoresis. The role of AO in xenobiotic oxidation in mammals and the partial inhibition of elevated AO activity by a range of insecticides in Culex, suggest that this AO may play a role in insecticide resistance.     

用溴氰菊酯选育抗敌百虫淡色库蚊的研究

将室内选育成功的抗敌百虫淡色库蚊Culex pipiens pallens Coq.品系(RD)分为二个分系,一个不再用敌百虫处理,称之为RD衰退品系(RD_139-x),34代后对敌百虫的敏感度增加了10倍,对溴氰菊酯的敏感度无显著变化.另一分系改用溴氰菊酯选育,命名为Rde品系,53代后对溴氰菊酯抗性达200倍左右,对敌百虫敏感度上升约10倍,对DDT的交互抗性高达118倍,对马拉硫磷、杀螟硫磷的敏感度与敏感品系(SEN,上海昆虫所保存)比较也有上升,呈负交互抗性现象.用高剂量溴氰菊酯处理幼虫、也证明Rde在20分钟内麻痹率比敏感品系低,可见抗性机制主要是抗击倒因子(Kdr).但增效醚(Pb)对溴氰菊酯明显增效,可见mfo酶也起重要作用,推测抗性为多因子遗传.     

Rapid microtitre plate test distinguishes insecticide resistant acetylcholinesterase genotypes in the mosquitoes Anopheles albimanus, An.nigerrimus and Culex pipiens

A rapid method of distinguishing insecticide insensitive acetylcholinesterase (AChE) genotypes was applied to three species of mosquitoes. This relies on comparing rates of an AChE mediated reaction in the presence and absence of insecticides which are inhibitors, using a kinetic microtitre plate reader. Clearer and more rapid resolution between genotypes was achieved than with previous assays which measure the amount of product formed at a fixed end-point. Results are presented for the F1s from crossing resistant and susceptible Anopheles albimanus Wiedemann and Culex pipiens L., for a strain of An. albimanus with a translocation linking the AChE gene to the Y chromosome and for field collected An. nigerrimus Giles. Propoxur and malaoxon were used as inhibitors. In all three species the enzyme was more insensitive to propoxur than malaoxon. Susceptible enzymes in all species also showed higher uninhibited AChE activity than their resistant counterparts. Presentation of both inhibited and uninhibited activities side by side may be useful to identify insects likely to be misclassified due to abnormally low AChE activities. Estimated frequencies of the three resistance genotypes in field populations of An. nigerrimus conformed to Hardy-Weinberg ratios. The implications of this technique for laboratory and field studies on insects are discussed.