昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其对昆虫抗药性的意义

植物次生物质(plant secondary metabolites)对昆虫的取食行为、生长发育及繁殖可以产生不利影响,甚至对昆虫可以产生毒杀作用。为了应对植物次生物质的不利影响,昆虫通过对植物次生物质忌避取食、解毒代谢等多种机制,而对寄主植物产生适应性。其中,昆虫的解毒代谢酶包括昆虫细胞色素P450酶系（P450s）及谷胱甘肽硫转移酶（GSTs）等,在昆虫对植物次生物质的解毒代谢及对寄主植物的适应性中发挥了重要作用。昆虫的解毒酶系统不仅可以代谢植物次生物质,还可能代谢化学杀虫剂,因而昆虫对寄主植物的适应性与其对杀虫剂的耐药性甚至抗药性密切相关。昆虫细胞色素P450s和GSTs等代谢解毒酶活性及相关基因的表达可以被植物次生物质影响,这不仅使昆虫对寄主植物的防御产生了适应性,还影响了昆虫对杀虫剂的解毒代谢,因而改变昆虫的耐药性或抗药性。掌握昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其在昆虫抗药性中的作用,对于明确昆虫的抗药性机制具有重要的参考意义。本文综述了植物次生物质对昆虫的影响、昆虫对寄主植物次生物质的代谢机制、昆虫对植物次生物质的代谢适应性对昆虫耐药性及抗药性的影响等方面的研究进展。     

解毒酶基因cDNA克隆和高效表达

昆虫抗药性的一个重要机制是其产生的解毒酶可以将大剂量的农药脱去毒性[1] 。酯酶活性升高是库蚊对有机磷杀虫剂抗性的主要机制 ,与酯酶Ｂ1有关的抗性最高[2 ,3] 。酯酶与有机磷杀虫剂有非常强的结合力 ,可以迅速与之形成强结合体[4 ] 。酯酶的解毒作用具有很高的手性专一性 ,在有机磷化合物 ,特别是高毒的有机磷化合物的解毒作用中非常重要[1] 。高效表达解毒酶基因 ,将昆虫解毒酶用于人畜解毒的目的研究还未见报道。本文报道在大肠杆菌中高效表达昆虫解毒酶 ,并将产物用于实验动物有机磷中毒的解毒研究 ,为昆虫抗性相关基因的开发利用提…     

共生菌与昆虫抗药性

越来越多的研究表明,共生菌与昆虫的抗药性存在一定的联系.在不同的虫菌共生体系中,共生菌和昆虫抗药性联系的表现型存在较大的差异.昆虫对抗药性的生理补偿效应会影响共生菌群落组成.反之,共生菌通过提高宿主的适合度,利用自身的解毒作用或通过免疫系统间接调控宿主的解毒能力来影响宿主昆虫的抗药性.多组学和分子生物学技术的发展有助于...     

共生菌与昆虫抗药性

越来越多的研究表明,共生菌与昆虫的抗药性存在一定的联系.在不同的虫菌共生体系中,共生菌和昆虫抗药性联系的表现型存在较大的差异.昆虫对抗药性的生理补偿效应会影响共生菌群落组成.反之,共生菌通过提高宿主的适合度,利用自身的解毒作用或通过免疫系统间接调控宿主的解毒能力来影响宿主昆虫的抗药性.多组学和分子生物学技术的发展有助于对共生菌和昆虫抗药性的联系进行更深入的研究.     

重金属污染对昆虫生长发育的影响

重金属污染已经成为一个全球性的环境问题,对生物多样性和人类健康构成了严重威胁。作为全球生物多样性的重要组成部分,昆虫因重金属污染而受到的潜在影响同样引起了人们的普遍关注。过量重金属可对昆虫的生长发育产生影响。环境中的重金属可通过昆虫的呼吸、表皮和摄食等途径进入昆虫体内,进入昆虫体内的过量重金属不仅能引起昆虫细胞超微结构的变化和遗传物质的改变,还可诱导昆虫细胞凋亡并影响细胞的活力和增殖。但昆虫能将过量的重金属以金属颗粒形式储存在具消化、存储或分泌功能的器官中,也能将其转运至溶酶体中解毒。同时,金属结合蛋白和抗氧化酶在昆虫对重金属的解毒过程中具有重要作用。     

昆虫谷胱甘肽S-转移酶的多样性及其介导的抗药性

谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)是一类广泛分布于生物体的多功能解毒酶系,参与许多内外源有毒物质的代谢。昆虫GSTs目前主要分为6个已知亚族,其中Delta和Epsion是昆虫特异的亚族,已鉴定的抗性相关基因主要分属于这两个亚族。作为重要的解毒酶,它主要参与昆虫对有机磷、拟除虫菊酯和有机氯等杀虫剂的抗性形成。本文主要对昆虫细胞质GSTs的分类、基因多样性及其在抗药性中的作用等相关研究进展进行综述。     

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。     

昆虫基因启动子及细胞色素P450基因启动子研究进展

细胞色素P450是一类重要的解毒酶系。昆虫在各种内源或外源性有毒物质的胁迫下,通过调控体内细胞色素P450的过表达,对有毒化合物进行解毒代谢,从而适应不利环境。在昆虫体内,P450基因表达的调控主要发生在转录水平上,启动子作为基因的一部分,能够与RNA聚合酶结合形成转录起始复合体,进而控制基因表达的起始时间和表达程度。基于此,就昆虫启动子的分析及功能验证的主要方法、昆虫启动子的结构特征及昆虫细胞色素P450基因启动予的一些研究进展进行概述,以期为昆虫细胞色素P450基因启动子的深入研究提供借鉴。     

杀虫剂混用的生物测定方法

<正> 杀虫剂混合应用又称为联合作用(JointedAction)。杀虫剂混合应用后在昆虫体内究竟会产生那些生理生化反应,药剂与昆虫的解毒机制之间又会产生那些相互作用,都不清楚。因     

酯酶基因扩增及突变与昆虫抗药性

有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂的大量使用导致昆虫对其产生抗药性。酯酶是昆虫体内重要的解毒代谢酶,酯酶基因表达量上升和点突变使其代谢或结合杀虫剂的能力增强是昆虫对常用农药产生抗药性的2个重要原因。文章概述昆虫酯酶基因扩增及突变所导致的抗药性,进一步分析了酯酶突变对蛋白结构和功能的影响。     

茉莉酸甲酯处理对棉铃虫生长和解毒能力的影响

【目的】为明确茉莉酸甲酯（methyl jasmonate, MeJA）的不同处理方式对昆虫生长和解毒代谢能力的影响,以及MeJA熏蒸处理昆虫对植物防御和昆虫解毒代谢之间关系的影响。【方法】本文比较了取食MeJA和MeJA熏蒸等两种处理对棉铃虫Helicoverpa armigera 3龄末幼虫生长和解毒代谢酶活性的影响,并系统研究了经MeJA熏蒸处理的棉铃虫3龄末幼虫,再取食经MeJA喷雾处理的棉叶,其中肠解毒酶活性的变化。【结果】取食MeJA和MeJA熏蒸两种不同处理,对棉铃虫幼虫的生长及解毒能力的影响有所不同。取食含2.9 μg/g MeJA的人工饲料显著抑制了棉铃虫的生长,同时诱导棉铃虫幼虫P450活性增加了1.92倍,而MeJA熏蒸虽然没有影响棉铃虫幼虫的生长,但MeJA熏蒸处理使棉铃虫幼虫P450活性和羧酸酯酶活性分别增加了2.94倍和1.16倍。经MeJA熏蒸处理后的棉铃虫幼虫,再取食正常的或经MeJA喷雾处理的棉叶,其幼虫P450活性显著增加,其中经MeJA熏蒸处理的棉铃虫,再取食经MeJA喷雾处理的棉叶,其P450酶显示了最高活性。【结论】MeJA熏蒸处理棉铃虫,不仅使棉铃虫中与P450酶相关的解毒能力显著增加,而且增加了棉铃虫对于MeJA所诱导的棉花防御反应的解毒能力。     

细胞色素P450在植物与昆虫相互关系中的作用

细胞色素P4 5 0在植物与昆虫相互关系中发挥重要的作用 ,植物可以利用P4 5 0来合成有毒物质以防御昆虫的取食 ,而昆虫则利用P4 5 0对植物毒素进行代谢解毒 ,昆虫以植物代谢中间物为原料合成自身活性物质的过程也有P4 5 0的参与。通过长期的协同进化 ,植物与昆虫的相互作用不仅表现在P4 5 0底物特异性方面 ,也反映在P4 5 0的表达调控上。     

飞蝗解毒酶系活力测定方法

飞蝗Locusta migratoria是重要的农业害虫,代谢抗性是飞蝗主要的农药抗性机制之一。与代谢抗性相关的解毒酶系主要有:非专一性酯酶系(Non-specficesterases,ESTs)、谷胱甘肽S-转移酶系(Glutathione S-transferases,GSTs)和细胞色素P450单加氧酶系(Cytochrome P450 monooxygenases,P450s),解毒酶系活力的测定是研究飞蝗农药代谢机制的重要途径。本文详细介绍了飞蝗解毒酶系的测定方法,为蝗虫及其他昆虫解毒酶系的测定提供参考。     

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。     

寄主植物影响害虫药剂敏感性的研究进展

害虫取食不同寄主植物后,对杀虫剂的反应可归为3类：敏感性降低、增高和无明显变化。害虫对药剂的敏感性变化与不同植物中次生物质诱导激活/抑制昆虫体内相关解毒酶活性有关。这种诱导作用可受到植物营养、次生物质种类及其含量分布、害虫种类与发育阶段、以及环境温度等多种因素影响。经诱导的昆虫解毒酶对不同类型杀虫剂的代谢能力并不相同,进而导致对不同药剂的敏感性变化有明显差异。解毒酶系的诱导激活在害虫抗药性形成早期被认为有利于提高隐性抗性基因频率,从而可促进害虫抗药性的发展。最后,就寄主植物影响害虫对药剂敏感性在害虫治理中的应用作了探讨。     

害虫抗药性的生化机理

害虫的抗药性是与杀虫剂穿透昆虫表皮速率降低,解毒作用增强和靶标部位敏感性降低有关。昆虫体内多功能氧化酶、磷酸酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽－Ｓ－转酶和脱氯化氢酶活力的增加是害虫抗性的主要生化机理。抗性昆虫体内乙酰胆碱酯酶对杀虫剂敏感性降低,中枢神经组织敏感性降低和“抗击倒基因”（Ｋｄｒ）的存在是拟除虫菊酯类杀虫剂的主要抗性机制。     

重金属对昆虫的生态生理效应

本文综述了重金属对昆虫生态生理学研究的最新进展,指出了研究的不足和应着重关注的研究方向。短期重金属暴露对昆虫有急性毒性,而长期暴露有引起昆虫对重金属污染产生适应性进化的风险。重金属对昆虫的毒性依重金属浓度、暴露时间和染毒方式而异,也会通过食物链传递和积累而影响昆虫及其天敌之间的关系。重金属对昆虫的生理毒性包括降低血细胞或血淋巴内的能量物质、引起氧化还原平衡失调、抑制细胞免疫和体液免疫、破坏昆虫细胞或组织的完整性。昆虫对重金属胁迫的生理和生态适应包括对重金属的储存和排出,解毒相关蛋白的诱导,甚至重金属耐性的进化。     

昆虫抗药性分子机制研究的新进展

昆虫抗性机制的研究对于抗性监测、治理及新农药的研制具有重要意义。在过去几十年中,人们对与昆虫杀虫剂抗性有关的昆虫行为、生理代谢活动以及作用靶标等进行了广泛的研究。已经证实,昆虫的抗药性与行为改变、生理功能改变、解毒功能增强以及靶标不敏感性有关。近年来,随着分子生物学以及昆虫基因组学的发展,昆虫抗药性的分子机理有了突破性进展,已发现并克隆了一些靶标基因,与抗药性相关的基因突变也得到广泛验证。本文综述了昆虫的抗药性机理在分子生物学上的研究最新进展,重点阐述了与昆虫抗性相关基因的扩增、表达及基因结构的改变等相关内容。     

昆虫生长调节剂的毒理机制与抗药性研究进展

昆虫生长调节剂是通过干扰昆虫正常生长发育,致使昆虫个体死亡或活动能力下降,从而导致种群灭绝的一类特异性杀虫剂。本文对3类重要的昆虫生长调节剂（保幼激素类似物、几丁质合成抑制剂和蜕皮激素类似物）的毒理作用机制以及害虫对其抗药性的研究进展进行了综述,叙述了害虫对该类药剂的抗药性发展情况,并对其抗药性机理进行了探讨。目前研究表明,害虫对该类药剂的主要抗性机理是解毒代谢酶增强和表皮穿透率降低。     

害早抗药性的生化机理

害虫的抗药性是与杀虫剂穿透昆虫表皮速率降低,解毒作用增强和靶标部位敏感性降低有关。昆虫体内多功能氧化酶、磷酸酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽－Ｓ－转移酶和脱氯化氢酶活力的增加是害虫抗性的主要生化机理。抗性昆虫体内乙酰胆碱酯酶对杀虫剂敏感性降低,中枢神经组织敏感性降低和“抗击倒基因”的存在是拟除虫菊酯类杀虫剂的主要抗性机制。