Lipoid content and resistance in the housefly, Musca domestica L.

The lipoid content of several resistant and normal strains of houseflies was determined. A Swiss extremely DDT-resistant strain had a much higher fat content than a normal Swiss reference strain and several Italian strains. Among the Italian strains, a chlordane-resistant strain had a significantly higher fat content than a diazinon-resistant and a normal strain. This difference was no longer significant however, when the normal Swiss strain was included in the calculations. Iodine numbers, specific gravity and physical consistence showed no consistent difference between the fats of resistant and normal strains, except that the syphoned-off oils from fats of resistant flies seemed to be less viscous than those of normal flies of the same provenience.In a further series of experiments, the lipids were extracted from wheat bran, to which were added instead fats extracted from normal and from DDT-resistant housefly pupae; normal larvae were reared in a medium containing the fat from resistant pupae and vice versa. Neither this procedure nor that of offering cholesterol as sole larval lipid source, had any influence on resistance level in the adult state.

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Zusammenfassung Es wurde der Lipoidgehalt der Puppen resistenter und sensibler Hausfliegenstämme bestimmt. Ein hoch DDT-resistenter Schweizer Stamm hatte einen bedeutend höheren Fettgehalt als ein normaler Schweizer und verschiedene italienische Stämme. Unter den italienischen Stämmen, hatte ein Chlordan-resistenter Stamm einen signifikant höheren Fettgehalt als ein Diazinon-resistenter und ein normaler Stamm. Wenn jedoch bei der statistischen Auswertung dieser Resultate die Zahlen für den Schweizer normalen Vergleichstamm mit in Betracht gezogen wurden, waren die Unterschiede für den Chlordanstamm nicht mehr signifikant.Die Feststellung Wiesmanns, dass resistente Hausfliegen einen höheren Fettgehalt aufweisen, konnte also in unseren Versuchen nur in einem von drei resistenten Stämmen bestätigt werden. Es ist daher anzunehmen, dass die Tatsache vorhandenen höheren Fettgehaltes nicht für alle resistenten Stämme zutrifft. Die Wiesmann'sche Lipoidtheorie der Insektizidresistenz, die übrigens auch von ihm selbst nur als Teilmechanismus des Resistenzgeschehens aufgefasst wird, ist vielleicht für gewisse Stämme anwendbar, so z.B. für den Schweizer Stamm K₁, für den unsere Resultate mit den Ergebnissen Wiesmanns übereinstimmen. Die Theorie ist jedoch sicher nicht für jeglichen resistenten Hausfliegenstamm gültig.Wenn chemische und physikalische Eigenschaften der Fette, z.B. Jodzahl, Dichte und Konsistenz verglichen wurden, konnten keine klaren Unterschiede zwischen dem Fett resistenter und normaler Stämme gefunden werden. Vielleicht könnte man nur von einem Unterschied in der Viskosität der abgeheberten flüssigen Ölphase resistenter und normaler Fliegen gleicher Provenienz sprechen.Extrahierung der im Larvenfutter vorhandenen Fette und ihr Ersatz durch Fliegenpuppefette, oder Verabreichung von Cholesterin als einzige larvale, Fettquelle, hatte keinen Einfluss auf die Resistenz der Adulttiere.

     

The genetic basis of malathion resistance in housefly (Musca domestica L.) strains from Turkey

Organophosphate insecticide (parathion/diazinon) resistance in housefly (Musca domestica L.) is associated with the change in carboxylesterase activity. The product of MdalphaE7 gene is probably playing a role in detoxification of xenebiotic esters. In our research, we have isolated, cloned and sequenced the MdalphaE7 gene from 5 different Turkish housefly strains. High doses of malathion (600 microg/fly) were applied in a laboratory environment for one year to Ceyhan1, Ceyhan2, Adana and Ankara strains while no insecticide treatment was performed in the laboratory to Kirazli strain. Trp251 --> Ser substitution was found in the product of MdalphaE7 gene in all malathion resistant and Kirazli stocks. In addition, we checked the malathion carboxylesterase (MCE), percent remaining activities in acetylcholinesterase (AChE), glutathion-S-transferase (GST), and general esterase activities in all 5 strains used in this study. In comparing with universal standard sensitive control WHO, a high level of MCE and GST activities were observed while lower level of general esterase activities was detected in the tested strains. In addition, a higher percent remaining activities in AChE than WHO susceptible strain were observed in all malathion resistant strains.     

Genetical experiments on the gene for low aliesterase activity and organophosphate resistance in Musca domestica L.

In order to locate gene a for low aliesterase activity and OP-resistance, a diazinon resistant strain was crossed with several strains carrying recessive marker genes. The phenotypic expression of the a gene studied was diazinon resistance, and a discriminating dose was employed to classify aa ⁺ and a ⁺ a ⁺ flies obtained in the crosses.Resistance was found to segregate in opposition to ar and cm, indicating that the genes a, ar and cm are located on the same (fifth) chromosome. Crossovers between a and the markers were either rare or completely absent.During the course of these experiments a strain carrying the marker bwb proved to be heterogeneous as to its aliesterase activity. A factor was shown to be present which caused low aliesterase activity but no diazinon or malathion resistance. This factor could be either a new allele of gene a or a deficiency.

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Zusammenfassung Um das Gen a für niedrige Aliesterase-Aktivität und Phosphorester-Resistenz zu lokalisieren, wurde ein diazinonresistenter Stamm mit verschiedenen Stämmen welche rezessive Gene enthalten, gekreuzt. Um die aa ⁺- und a ⁺ a ⁺-Fliegen dieser Kreuzung klassifizieren zu können, wurde als phaenotypisches Merkmal die Diazinon-Resistenz und eine discriminating dose benutzt.Es war festzustellen, daß die Gene a, ar und cm auf ein und demselben (fünften) Chromosom lokalisiert sind. Crossing-over zwischen a und den Markierungsgenen kam selten oder nie vor.Im Verlauf dieser Versuche wurde festgestellt, daß ein Stamm, der das Markierungsgen bwb enthielt, heterogen zu seiner Aliesterase-Aktivität war. Ein Faktor, der niedrige Aliesterase-Aktivität, aber keine Diazinon- oder Malathion-Resistenz verursachte, konnte ermittelt werden. Dieser Faktor stellt entweder ein neues Allel des Gens a oder eine Defizienz im Chromosom dar.

     

Ovarian suppression by DDT and resistance in the house fly (Musca domestica L.)

Suggested by immunological theory, this study was initiated to test an hypothesis on physiological induction of resistance to insecticides. The hypothesis was proved untenable in the test system, but from the experimentation emerged evidence for a chronically toxic action of DDT expressed in reduced fecundity in female house flies fed sub-lethal amounts of this insecticide. This action can be a strong selective force, promptly revealing tolerant genotypes in the population. The usual selection for resistance does not necessarily also select for ovarian tolerance; even DDT-resistant flies can show ovarian suppression when fed DDT-contaminated food.It is possible that the route of administration of the DDT is important as the means by which the physiologic events described can occur as a chronic intoxication without the usual acutely toxic effects.

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Zusammenfassung Der vorliegenden Arbeit liegt die Frage zugrunde, ob Stubenfliegen, die bereits im Embryonalstadium DDT ausgesetzt werden, diesem gegenüber Resistenz erwerben können. Fütterung erwachsener Stubenfliegen mit C¹⁴-markiertem DDT führt zu dessen Inkorporation schon in den Eiern der Ovarien; die Inkorporation konnte in den schlüpfenden Larven weite verfolgt werden.In Versuchen, in denen je Versuchsglied stets nur die Nachkommenschaft eines Elternpaares (ein Eigelege) verwendet wurde, spalteten sich zwei gleichgrossen Populationen heraus: Während die eine die gleiche Anfälligkeit gegenüber DDT (0,12 g/Fliege) aufwies wie die Nachkommenschaft DDT-ungefütterter Eltern, war die andere Population dieser Dosis gegenüber tolerant.Die Ergebnisse von weiteren Versuchen belegen eindeutig, dass die durch DDT-Behandlung im Embryonalstadium hervorgerufene DDT-Toleranz primär nicht physiologisch bedingt ist, sondern primär auf genetischen Ursachen beruhen muss: Wurden DDT-gefütterte Weibchen mit DDT-anfälligen bzw. DDT-resistenten Männchen, denen kein DDT zum Futter gemischt worden war, gekreuzt, so war die gesamte Nachkommenschaft DDT-anfällig bzw. DDT-resistent.Es ergibt sich die Frage, welches Prinzip diese genotypisch verankerte Toleranz phänotypisch in Erscheinung treten lässt. Die in den Versuchen verwendeten DDT-Dosen waren ohne wesentlichen Einfluss auf den Eischlupf und die Mortalität von Larven und Fliegen. Dagegen senkte die Fütterung deutlich die Anzahl der zur Eiablage befähigten Weibchen und die Anzahl der von den anderen Weibchen gelegten Eier.

     

Stability of resistance to neguvon in the fly Musca domestica L. after cessation of laboratory selection.

Stability of resistance to neguvon was studied in three strains of Musca domestica L. after selection using different numbers of generations and different degrees of resistance. It has been found that the stability of resistance to neguvon is not always the same after cessation of selection. The loss of resistance depends on the duration of selection, i.e., on the degree of homogenization of populations with respect to resistant specimens. The degree of resistance is the function of the duration of selection to the same extent as the loss of resistance depends on it. The period of time during which the insecticide has been used is of decisive importance for the stability of resistance. The process of loss of resistance, similarly to that of its development, takes its course according to a zigzag curve, but in the opposite direction. This variation of resistance, occurring also in its development, can be explained by the heterogenity of the strains.     

Kynurenine hydroxylase in Musca domestica L.

1. Kynurenine hydroxylase activity was assayed in extracts of Musca domestica L. 2. During the life cycle of the fly, there is a peak of enzyme activity shortly after pupation. 3. Eye-color mutants, rb2, rb1; rb2 and cm, show reduced activity during pupal stages. 4. An ocra mutant lacks this activity. 5. The rb1 and rb2 mutations were separated from the rb1; rb2 strain. From measurements of the xanthommatin content, the rb1 mutation was suggested to enhance the expression of the rb2 gene.     

The cytochrome C oxidase of the house fly,Musca domestica L

1. Insoluble and "soluble" forms of cytochrome c oxidase were prepared from house flies by methods described for mammalian tissue. A 4.5-fold purification was accomplished by preparing the enzyme in insoluble form (as compared with a crude water brei). The oxidase in "soluble" form was purified 20.0-fold. 2. The absorption spectrum of the "soluble" preparation from flies was similar to that from mammalian tissue, and indicated the presence of cytochromes a + a(3) and b. In contrast with the corresponding mammalian enzymes these components were not separable by the existing techniques. 3. The Soret peak seen at 440 mmicro and the alpha peak at 600 mmicro were due. primarily to cytochromes a(3) and a, respectively. 4. The oxidase activity of whole house flies was comparable with that of rat abdominal muscle. In both organisms, this activity was inhibited by cyanide to approximately the same extent. 5. The optimum buffer concentration for oxidase activity, as measured spectrophotometrically, was approximately 0.02 to 0.06 M. This is in agreement with results obtained for mammalian enzyme, as measured both manometrically and spectrophotometrically. 6. The present study has demonstrated the following components of the cytochrome system in house flies: b, c, a, and a(3).     

A method for the study of housefly DDT-dehydrochlorinase by gas-liquid chromatography

A simple method is described enabling the estimation of low enzymatic activities of DDT-dehydrochlorinase. Acetone powders of the insect material are incubated with DDT-suspensions obtained by adding small amounts of DDT solutions in dimethylsulfoxide to the buffer solutions. After the reaction the mixture is extracted and the remaining substrate and the product formed are measured by gas-liquid chromatography. The sensitivity of the method enables estimation of dehydrochlorinase activity of single susceptible houseflies, or measurement of slow reactions with DDT-analogues.

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Zusammenfassung Es wird eine einfache Methode beschrieben, welche die Bestimmung geringer enzymatischer Aktivitäten der DDT-Dehydrochlorinase ermöglicht. Aceton-Pulver des Insektenmaterials wird mit DDT-Suspensionen angesetzt, die durch Hinzufügen geringer Mengen von DDT-Lösung in Dimethylsulfoxyd zu den Puffer-Lösungen hergestellt werden. Nach der Reaktion wird das Gemisch extrahiert und das zurückbleibende Substrat sowie das gebildete Produkt mittels Gas-Flüssigkeits-Chromatographie gemessen. Die Empfindlichkeit des Verfahrens erlaubt die Bestimmung der Dehydrochlorinase-Aktivität einzelner anfälliger Stubenfliegen oder die Messung langsamer Reaktionen mit DDT-Analogen.

     

拟孔蜂巨柄啮小蜂对家蝇的寄生作用

拟孔蜂巨柄啮小蜂Melittobia acasta Walker是一种可以寄生家蝇Musca domestica L.的寄生蜂。首次报道食物对该蜂寿命的影响,以及该蜂日龄、家蝇蛹龄、寄生蜂密度和蝇蛹密度与寄生率的关系。以15%糖水饲养该小蜂寿命最长;单只啮小蜂最多可以寄生8只蝇蛹,最大出蜂总量达58只;单个蝇蛹最多出蜂22只;随着寄生蜂的日龄和蝇蛹日龄增加,该蜂对蝇蛹的寄生个数有下降的趋势,寄生率和寄生蜂日龄符合y=3.36-0.062x-0.045x2,寄生率和蝇蛹日龄符合y=2.50+0.91x-0.34x2;蝇蛹的密度对小蜂的寄生率的影响拟合Holling功能反应模型:Na=0.6165TrN0(1+0.6165×0.499N0);寄生蜂自身密度对寄生率的影响符合方程:a=0.4943P-0.306。