我国昆虫毒理学五十年来的研究进展

昆虫毒理学是植物保护、卫生保健及新杀虫剂的研究与开发等的理论基础。1949－1978年我国曾对杀虫剂和毒理学进行了大量研究,如生物性杀虫剂的开发与使用,害虫抗药性,杀虫剂的构效关系,环境因素对杀虫药剂作用的影响以及昆虫不育剂的探索等,其研究成就已有了详细的介绍[1]。本文仅就1979年以来,国内昆虫毒理学的研究进展从三个方面进行论述。五杀虫药剂分子毒理学研究杀虫剂进入昆虫体内后,抑制了靶酶正常的生理功能,或作用于神经轴突阻断了神经传导或产生毒素而导致昆虫死亡。另一方面昆虫机体对药剂产生反应又能改变杀虫剂分子的…     

昆虫抗药性和昆虫毒理动力学(英文)

不断地使用一种杀虫药剂防治昆虫,会导致昆虫产生抗药性。对昆虫抗药性资料进行广泛综述时,发现了仅单独的解毒作用不能被解释为家蝇对有机氯杀虫药剂产生高抗性原因。作为一个基因。家蝇可以对有机氯产生比对有机磷杀虫剂更高的抗药性,尽管有机磷杀虫剂一般在虫体内是不太稳定的。考虑到昆虫毒理的动力学,杀虫药剂的穿透作用更显示出其实际的重要性。根据穿透和解毒的速率,慢的穿透作用是解毒作用的一个限制因子。防治敏感和抗性昆虫的观察结果,可以划出物理和生物因子之间关系的几种相关曲线图解。这些相关性不仅能说明家蝇对有机磷和有机氯杀虫剂的抗性程度,而且也助于选择出新的杀虫毒剂。     

昆虫毒理学发展与展望

论文对昆虫毒理学的发展现状以及我国昆虫毒理学工作者今年取得的成绩进行论述,并对昆虫毒理学的发展做了展望。从研究思路、昆虫毒理学家的数量、发表SCI论文数、杀虫药剂的创制以及毒理机制和杀虫药剂抗药性研究等方面与国外进行了比较。     

杀虫药剂的神经毒理学研究进展

大多数杀虫药剂都具有较强的神经毒性,它们对神经系统的作用靶标不同。有机磷类杀虫剂不仅抑制乙酰胆碱酯酶活性和乙酰胆碱受体功能,影响乙酰胆碱的释放,而且还具有非胆碱能毒性,有些有机磷杀虫剂还能引发迟发性神经毒性。新烟碱类杀虫剂作为烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）的激动剂,作用于该类受体的α亚基;它对昆虫的毒性比对哺乳动物的毒性大得多,乃是因为它对昆虫和哺乳动物nAChR的作用位点不同。拟除虫菊酯类杀虫剂主要作用于神经细胞钠通道,引起持续开放,导致传导阻滞;该类杀虫剂也可抑制钙通道。另外,这类杀虫剂还干扰谷氨酸递质和多巴胺神经元递质的释放。拟除虫菊酯类杀虫剂对昆虫的选择毒性很可能是因为昆虫神经元的钠通道结构与哺乳动物的不同。阿维菌素类杀虫剂主要作用于γ-氨基丁酸（GABA）受体,它能促进GABA的释放,增强GABA与GABA受体的结合,使氯离子内流增加,导致突触后膜超级化。由于这类杀虫剂难以穿透脊椎动物的血脑屏障而与中枢神经系统的GABA受体结合,故该类杀虫剂对脊椎动物的毒性远低于对昆虫的毒性。多杀菌素类杀虫剂可与中枢神经系统的nAChR作用,引起Ach长时间释放,此外,这类杀虫剂还可作用于昆虫的GABA受体,改变GABA门控氯通道的功能。     

杀虫药剂与昆虫的生理代谢

药虫药剂与昆虫的生理代谢的关系可以从两个方面来考虑:(1)杀虫药剂对昆虫的生理代谢的影响,也即杀虫药剂的毒理机制方面;(2)杀虫药剂在昆虫体内的代谢,也即昆虫对杀虫药剂的反应。这两个部分是相互制约的,杀虫药剂引起昆虫生理机制的破坏,就会减少了昆虫对杀虫药剂的代谢能力。反过来,昆虫对杀虫药剂的代谢可以减低(或增加)杀虫药剂对生理代谢的破坏能力。虽然如此,在下文的讨论中,为了阐述方便,还是分为两部分来进行讨论。     

昆虫抗药性机理：行为和生理改变及解毒代谢增强（英文）

杀虫剂抗性是指“生物的一个品系发展了对该生物正常种群中大多数个体具有致死作用剂量的杀虫药剂的能力”。行为改变、生理学上的变化或代谢解毒等抗性机制能够降低毒物到达靶标的有效剂量。行为抗性是指减少昆虫与毒物接触或使昆虫能够存活于对大多数对正常个体致死（或有害）的环境中的任何行为。生理学改变的机制包括杀虫剂对表皮的穿透性降低、增加对药剂阻隔（sequestration）或储存和加速杀虫剂的排泄。细胞色素P450、水解酶和谷胱甘肽S-转移酶是杀虫药剂代谢解毒的主要3大酶系。细胞色素P450是一个超基因家族,是生物体内对外源性和内源性化合物解毒代谢或活化最重要的酶系。在许多害虫中发现P450介导的解毒代谢增加导致了对杀虫药剂抗性的增加。谷胱甘肽S-转移酶是可溶性的 二聚体蛋白,与代谢解毒、大量内源性和外源性化合物的排泄有关,许多昆虫中证明其抗药性与该酶活性增加有关。水解酶实际上是一组异源的酶类,其对抗药性的作用包括通过基因扩增增加酶量,作为结合蛋白隔离杀虫药剂或通过增加酶的活性加强对药剂的水解作用。     

昆虫生长调节剂的研究进展

昆虫生长调节剂（Insectgrowthregulator）是一类影响昆虫正常生长和发育的化学物质,由于它对昆虫生长发育中生理过程的破坏而使昆虫死亡。按其作用方式主要分为苯申酰基本基豚类、保幼激素类似物和抗保幼激素类等。这些称为第三代的杀虫药剂,由于具有和常规杀虫剂不同的独特作用方式而越来越引起人们的兴趣。它们具有选择毒性,只对昆虫有效,对人畜比较安全,因而有很大的发展前途。但就其应用价值来说,苯甲酸基苯基胸类更有实际应用意义。本文仅就近年来苯甲酸基苯基际类及其它新出现的一些昆虫生长调节剂的一研究进展简述如下。！李…     

《杀虫药剂分子毒理学及昆虫抗药性》

由冷欣夫、康振华、王前长主编的《杀虫药剂分子毒理学及昆虫抗药性》一书于1996年10月由中国农业出版社出版。全书共分10章,共计171页,25．5万字。杀虫药剂毒理学是近40多年来形成的交叉学科,近10年来这个学科迅速发展。当前人们试图从杀虫剂分子结构和性质上阐明杀虫剂的分子作用机理,即杀虫剂分子毒理,另一方面通过对生物体内代谢酶系对杀虫剂代谢的研究,了解这些外源化合物是如何进行生物转化的,害虫抗药性是如何产生的,以便设计更为理想的药剂,采用更合理的用药技术,达到更有效地防治有害生物的目的,本书的内容正是全面涉及…     

昆虫内共生菌沃尔巴克氏体抗病毒研究进展

植物病毒病是危害我国蔬菜生产的第一大病害,而烟粉虱Bemisia tabaci Gennadius、蓟马和蚜虫等小型昆虫是蔬菜病毒病的主要传播媒介.虫传病毒病害的防控策略复杂且难度大,目前生产上主要依赖化学农药防治介体昆虫,预防与控制蔬菜病毒病.种植户化学杀虫药剂的不合理使用、甚至滥用,导致媒介昆虫抗药性、杀虫剂污染与...     

昆虫生理学的历史和现状及其在我国发展的途径

昆虫生理学是研究昆虫有机体正常机能的学科,它和昆虫形态学、生态学、分类学是普通昆虫学的基本组成部门。关于昆虫有机体在正常时机能规律的知识,是了解昆虫在特种情况下,例如受杀虫药剂作用或罹病时,种种变化的先备条件,因此昆虫生理学和昆虫毒理学、昆虫     

INSECT RESISTANCE TO INSECTICIDES AND DYNAMICS OF INSECT TOXICOLOGY

Abstract  In field control of insects with insecticides, insects could develop different degrees of resistance. When resistance data were reviewed more extensively, it was found that detoxication alone cannot explain very high resistance of house flies to OC1 (organochlorine) insecticides. As a group, flies can develop much higher resistance to OC1 than to OP (organophosphorus) insecticides. although OPs are generally less stable in insects. With the consideration of the dynamics of insect toxicology. one can readily realize the importance of penetration. Based on the rates of penetration and detoxication. slow penetration is a limiting factor for detoxication. To further explain the observed results on the control of S (susceptible) 'and R (resistant) insects, several correlation curves were plotted. on the relationship between physical and biological factors. These relationships not only indicate approximate degrees of resistance of flies to OPs and OCls, but also help select new toxicants. For example, fast speed of action index of insecticides can produce lower resistance, and the analysis of the joint action of insecticides helps evaluate the types (same or different) of mode of action for controlling resistant insects.     

A butterfly effect: highly insecticidal resistance caused by only a conservative residue mutated of drosophila melanogaster acetylcholinesterase

Acetylcholinesterase (AChE) and its mutation recently emerged as a significant research area, due to its resistance against organophosphate and carbamate insecticides. Residue G265, which is always a conservative residue, mutated to A265 is the most frequent mutant of AChE in Drosophila populations. However, only this mutation caused a ‘butterfly effect’ that gives high insecticidal resistance. Herein, the models of sensitive strain (Dm-S) and the resistance strain (Dm-R) were constructed, to give a total of 2000 ps molecular dynamics simulation and to reveal the insecticidal resistance mechanism, with implied, the active gorge of Dm-R was much less flexible than that of Dm-S. The “back door” channel was widened to accelerate the detoxication against insecticides by the conformation changing of W83 and I161. All the distances (S238-H480, S238-G150, S238-G151, Y71-M153) in Dm-R became smaller than those in Dm-S, which may deeply influence the binding between the insecticides and DmAChE.     

Nicotinic acetylcholine receptors: targets for commercially important insecticides

Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) are major excitatory neurotransmitter receptors in both vertebrates and invertebrates. In insects, nAChRs are the target site for several naturally occurring and synthetic compounds that exhibit potent insecticidal activity. Several compounds isolated from plants are potent agonists or antagonists of nAChRs, suggesting that these may have evolved as a defence mechanism against insects and other herbivores. Nicotine, isolated from the tobacco plant, has insecticidal activity and has been used extensively as a commercial insecticide. Spinosad, a naturally occurring mixture of two macrocyclic lactones isolated from the microorganism Saccharopolyspora spinosa, acts upon nAChRs and has been developed as a commercial insecticide. Since the early 1990s, one of the most widely used and rapidly growing classes of insecticides has been the neonicotinoids. Neonicotinoid insecticides are potent selective agonists of insect nAChRs and are used extensively in both crop protection and animal health applications. As with other classes of insecticides, there is growing evidence for the evolution of resistance to insecticides that act on nAChRs.     

CSP介导的害虫抗药性新机制研究进展

CSPs(Chemosensory proteins)即化学感受蛋白,其在昆虫体内各个阶段均有表达,参与昆虫的多种生理过程,具有十分复杂的化学功能。CSPs基因介导昆虫抗药性是最新发现的害虫抗药性新机制,且近几年在几种昆虫中被报道。CSPs可以通过螯合作用大量结合农药,进而导致昆虫产生抗药性,但CSPs与杀虫剂的结合机理及其表达调控机制尚未被阐明。基于目前现状,本文系统综述了CSPs在昆虫抗药性中的功能以及抗药性相关酶的表达调控机制等方面的研究进展,分析其表达调控的可能机制,旨在为害虫抗药性机制研究提供新思路。     

Biotechnological production of plant-based insecticides

The demand for natural and nonpersistent insecticides is increasing day by day. Plant cell cultures could be an alternative to conventional methods of production of insecticides from field-grown plants. In vitro cultured plant cells produce a wide array of insecticides as a part of their secondary metabolism. Their ability to synthesize key enzymes and the manipulation of these could lead to the enhanced production of many insecticides of industrial importance. The development of a high-yielding hairy root culture system for thiophenes, nicotine, and phytoecdysones is of considerable interest. In this article, the current literature on various factors that influence the growth, production, and secretion of six insecticidal compounds, namely, pyrethrins, azadirachtin, thiophenes, nicotine, rotenoids, and phytoecdysones which have been prospects for the scale-up of cell cultures, genetic engineering to obtain transgenic plants, and metabolically engineered plants for increased production of bio-molecules, has been discussed. Environmental safety clearance and the future prospects of application of biomolecules for plant-derived insecticides are presented.     

棉铃虫抗药性的生理生化机制研究

本文报道了棉铃虫Helicoverpa armigera田间抗性种群对杀虫剂抗药性的生理生化机制。抗性种群(HJ-R)5龄幼虫羧酸酯酶、谷胱甘肽转移酶、多功能氧化酶活力均明显高于相对敏感种群(HD-S)。两种群乙酰胆碱酯酶对杀虫剂敏感性没有显著差异。HJ-R种群的腹神经索对氰戊菊酯表现了2-3倍的神经不敏感性。HJ-R种群对氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性主要是由代谢机制引起,其中多功能氧化酶可能起主导作用;对菊酯的抗性是由多功能氧化酶、酯酶、以及神经不敏感性几个因子综合作用的结果。     

苏云金杆菌Cyt类杀虫晶体蛋白及其特征

本文综述了国内外有关苏云金杆菌Cyt类杀虫晶体蛋白的分类、杀虫特性、作用机理 ;具有分子伴侣功能的 2 0kDa蛋白对cyt基因在大肠杆菌和苏云金杆菌中的表达的影响 ;以及利用Cyt类蛋白控制害虫对苏云金杆菌抗性的意义。     

重组病毒杀虫剂应用研究进展

应用分子生物学技术可以将昆虫特异性的毒素基因、某些酶基因等外源基因插入昆虫病毒基因组,或通过改造昆虫病毒基因组等方法构建重组病毒杀虫剂,提高杀虫效果。温室及田间释放实验证实,重组病毒杀虫剂可以显著提高现场防治效果。连续多代抗性筛选实验表明,宿主被诱导产生对重组病毒杀虫剂抗性的速度低于野生型病毒杀虫剂。采用在剂型中添加光增白剂等保护剂、在基因组中插入具有增效作用的基因、应用病毒增强蛋白等技术可以提高重组病毒杀虫效果。随着基因工程技术的发展和安全性研究的深入,以重组杆状病毒为主的重组昆虫病毒杀虫剂的应用研究正面临着突破。