昆虫对Ｂt毒素的抗性机理研究进展

文中综述了昆虫对苏云杆菌（Ｂt)毒素产生抗性的生化遗传机理及抗性的遗传及交叉抗性情况。昆虫对Ｂt毒素的抗性可能在６个环节发生,其中与毒素特异结合的受体上结合位点的改变及毒素水解过程中的变化是抗性产的两个主要环节。从现有的研究结果来看,实验室及田间抗性昆虫品系对Ｂt毒素产生的抗性主要与昆虫中肠上皮细胞膜上Ｂt毒素特异结合受体的变化有关,深入研究是昆虫对Ｂt毒素的抗性机理,将有助于建立抗性的早期监测技术、抗性治理措施,实施无公害Ｂt农药及转Ｂt基因作物的持续利用。     

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。     

昆虫对Bt毒素的抗性与中肠蛋白酶、解毒酶及保护酶系活性的关系

昆虫对苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）毒素产生抗性的机理很多,其中Bt毒素与中肠细胞膜上受体结合能力的变化、Bt毒蛋白在中肠中水解作用的变化是抗性产生的两个主要环节。本文综述了昆虫取食Bt毒素后其体内中肠蛋白酶、解毒酶及保护酶活性的变化及这些变化与抗性之间的关系。结果表明,室内及田间对Bt毒素产生抗性的昆虫品系,可能与这三大酶系存在一定的关系。研究分析昆虫对Bt毒素的抗性机理,将有助于建立早期的抗性监测技术、实施抗性治理方案,实现Bt农药与转Bt基因作物的可持续利用。     

抗药性昆虫相对适合度的研究进展

杀虫剂抗性基因的突变对昆虫生理生化的影响体现为种群适合度的变化.种群抗性等位基因频率和生物学适合度可用来表征抗性昆虫相对适合度.抗性相关靶标和代谢酶的突变会改变昆虫正常的生理功能,抗性基因过量表达会引起昆虫体内生理能量分配失衡,两者均会造成抗性代价.但是,抗性等位基因置换和修饰基因可以抵消抗性代价.抗性昆虫相对适合度的表现型取决于抗药性形成的遗传背景和抗性水平.此外,其表现型还受到各种生态因素的影响.抗性昆虫相对适合度的研究结果可为预测抗药性发展趋势、开展抗药性治理提供科学依据.     

CPR和P450基因在昆虫抗药性中的作用研究进展

P450酶系在昆虫代谢农药中有重要作用,NADPH-细胞色素P450还原酶（NADPH-cytochrome P450 reductase,CPR）和细胞色素P450（P450）在该酶系起核心作用。昆虫具有P450超基因家族,但只有一个单一的CPR基因,CPR是昆虫所有参与农药代谢的P450酶的唯一电子供体,其影响P450活性。P450基因的高水平表达在害虫抗药性中具有重要作用,P450基因介导的昆虫抗药性是最重要的代谢抗性类型。不同P450基因的高表达的调控机制不同,引起P450基因过量表达的原因可能有P450基因的编码区突变、顺式作用元件和反式作用因子变化、基因扩增等。细胞色素P450介导的抗药性存在一定程度的进化可塑性,即同种昆虫不同种群对相同的农药产生抗药性时,导致抗性产生的P450基因不同;同一昆虫品系在某种农药的抗性选择压力下,影响抗性的P450基因的种类和表达特性会随着持续的农药选择而发生变化。最近的研究显示,CPR的变异和昆虫抗药性相关,但是昆虫CPR基因介导抗药性的机制还缺乏深入研究。全面阐释P450酶系介导昆虫抗药性的机制、建立基于P450基因表达量变化与CPR突变的抗性分子标记,对于害虫抗药性治理具有重要意义。     

害虫的抗药性

昆虫抗药性是化学防治中的一个重要问题。远在60年代初期,我国很多科研部门,对农、林、卫生等重要害虫,进行了大量抗性研究,个别单位对益虫的抗性亦进行了一些探索,取得了不少成效。但在十年动乱中,绝大多数科研部门停止了这方面的研究,以致几种重要害虫抗性的发展情况不很清楚,加以近几年来,不少农药的质量下降,有些地区的使用情况亦比较混乱,目前不少农药对害虫的防治效果减退,是质量问题,还是抗性问题?应该弄清楚。 近20年来,国外在抗性调查与抗性机理研究有很大的进展,世界卫生组织与粮农组织,对不少重要害虫提出了统一规定的调查方法;不少专业研究单位对重要害虫的生理、 生化、遗传等抗性机理方面亦发表了不少论著。 为了赶上形势发展,本刊从本期起开辟专题讲座专栏,并约请从事这方面研究的专业人员,结合国内外情况,较有系统的陆续刊登不同类型昆虫抗性的培育与测定方法、抗性生化机理、抗性遗传机理、防治抗性害虫策略等文章,以供读者参考。     

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。     

书刊评介

<正> 本书为苏联“科学与技术进展”丛书中昆虫学部分的第8卷。本卷综述了有关各代杀虫剂及其作用的生理生化机理。在绪论中详细阐述了第一、二代杀虫剂作用的生化方面及这类广泛流行药剂的代谢作用。在各章中分别介绍有关节肢动物中产生抗性的生化机理问题,并分析了防止其产生的可能途径。书中着重指出控制昆虫数量的第三代杀虫剂(激素及其类似物,抗激素)的利用     

本期重点推介

<正>有关小菜蛾Plutella xylostella对菊酯类农药抗性及其抗性机制的各种研究较多,但从蛋白组学的角度探讨小菜蛾抗感品系间的差异,对于更全面深入地认识昆虫对杀虫剂的代谢机理和抗性形成机制,尚属于新的尝试。为此,南京师范     

昆虫抗药性产生机制

杀虫剂是害虫防治的有效途径之一,但随着杀虫剂长期和广泛的使用,昆虫种群对各种杀虫剂的敏感性降低,产生了抗药性,如何克服昆虫的抗药性是害虫综合治理的重要问题。近年来,借助基因组测序和遗传操作技术的发展,对昆虫抗药性的研究已经深入到细胞水平和分子水平,取得诸多重要的突破,为害虫抗性的控制奠定了理论基础。本文从常见杀虫剂的历史沿革及作用机理切入,从靶标抗性、代谢抗性和穿透抗性3个方面阐述了杀虫剂抗性产生的机制:杀虫剂作用位点的突变降低了靶标与杀虫剂的亲和力,细胞色素P450酶系和谷胱甘肽转移酶系的激活增加了杀虫剂的降解,表皮结构成分的变化和ABC转运蛋白的增加有效阻挡了杀虫剂的渗入。利用基因操作手段或抑制剂,对上述3种抗性机制的关键步骤进行调控可能成为未来杀虫剂抗性控制的新策略。     

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。     

昆虫钠离子通道基因突变及其与杀虫剂抗性关系的研究进展

昆虫电压门控钠离子通道(voltage-gated sodium channel)存在于所有可兴奋细胞的细胞膜上,在动作电位的产生和传导上起重要作用,是有机氯和拟除虫菊酯杀虫剂的靶标位点。在农业和医学害虫控制过程中,由于有机氯和拟除虫菊酯杀虫剂的广泛使用,抗药性问题日益突出。其中,由于钠离子通道基因突变,降低了钠离子通道对有机氯和拟除虫菊酯类杀虫剂的亲和性,从而产生击倒抗性(knock-down resistance, kdr),已成为抗性产生的重要机制之一。本文综述了昆虫钠离子通道的跨膜拓扑结构、功能、进化及其基因的克隆;更重要的是总结了已报道的40多种昆虫40个钠离子通道基因非同义突变,以及钠离子通道基因选择性mRNA剪接和编辑,以及它们与杀虫剂抗性的关系;也评述了钠离子通道基因突变引起蛋白质结构的改变,从而对杀虫剂抗性的影响机制。这些研究对于进一步鉴定与杀虫剂抗性相关的突变及抗性机制,开发有机氯和拟除虫菊酯类杀虫剂抗性分子监测方法具有重要意义。     

昆虫病原线虫对非生物胁迫的响应机制

昆虫病原线虫是农林害虫生物防治中重要的生防因子之一。它对非生物胁迫的耐受能力决定着线虫在田间的个体生存及控制害虫效果。线虫对环境胁迫的响应是一个整体性的复杂过程, 体现在群体遗传、发育阶段、生理生化和抗逆相关基因的表达调控等不同层次、不同水平上。本文综述了昆虫病原线虫抗逆相关领域的主要研究进展, 重点介绍线虫响应非生物胁迫的生理生化机制和相关抗性基因的分离鉴定, 并对该研究领域发展趋势进行了讨论和展望, 期望为我国研究线虫抗逆机理提供一些新的信息。     

植物蛋白酶抑制剂基因结构、调控及其控制害虫的策略

各种不同类型的植物蛋白酶抑制剂基因已被分离,它们的特异产物(单基因或多基因组合),对昆虫体内各种生化和生理过程会产生不同程度的影响,在对昆虫和病原体防御体系中起重要作用。多种蛋白酶抑制剂重组,协同保护植物的方法,已成为害虫综合防治计划的一部分。尽管它们近期内尚不能代替化学杀虫剂,但可作为有效的替补。目前,大多数抑制剂的作用和机理正在详尽地研究中,该文综述了植物蛋白酶抑制剂的基因结构、调控与表达并讨论了培育转基因作物控制害虫的策略。     

害虫及害螨对阿维菌素抗药性研究进展

阿维菌素(avermectins)是一类新型高效广谱的生物源农药,对多种害虫及害螨具有极好的防效。随着阿维菌素在害虫及害螨防治中的广泛应用,害虫和害螨对其的抗性问题日益受到关注。文章综述国内外的最新研究结果表明:小菜蛾Pluttella xylostella(L.)、二斑叶螨Tetranychus urticate Koch等已对阿维菌素产生抗性,对阿维菌素产生抗性的害虫和螨并不总是表现适合度劣势,且抗性一旦产生敏感性较难以恢复;抗性遗传多数由多基因、不完全隐性控制;抗性机理涉及多种因素。综合分析发现害虫和螨对阿维菌素存在较大的、潜在抗性风险。     

高温对昆虫影响的生理生化作用机理研究进展

温度是影响昆虫生命活动的重要因素,将其与某一时间的种群数量结合,可用于对昆虫未来种群数量进行预测预报。过高的环境温度常使昆虫的生长发育、生殖及存活等受到严重影响,对这种影响缺乏了解降低了害虫测报的准确性。探明高温对昆虫生理生化的作用机理是了解高温对昆虫生命活动影响的根本途径。总结了高温对昆虫生理生化的重要影响。高温使昆虫表皮的蜡质层瓦解,油脂融化,表皮渗透性增加,虫体大量失水。引起昆虫体内重要离子的浓度发生变化,改变许多重要大分子的电荷状态,使生物大分子的动力学能量增大,离子键、氢键和范德华力降低,分子间疏水作用增强,大分子保持形状的能力降低,空间构象发生改变,从而影响生物大分子行使其功能。高温使昆虫细胞骨架瓦解,细胞遭到破坏;细胞膜内磷脂组分比例改变,细胞膜流动性下降。虫体内重要遗传物质DNA和RNA复杂的二级结构和三级结构在高温下发生改变,对昆虫性状的稳定遗传造成严重影响。细胞内蛋白质的数量和种类组成均发生改变,原有常温下的蛋白质合成系统关闭,空间构象及功能发生变化,而产生耐热性物质（如热激蛋白）的蛋白质合成系统则开启。高温影响酶及酶促反应速率,对昆虫体内神经传导关键酯酶——乙酰胆碱酯酶的影响使昆虫无法进行正常的神经传递,丧失躲避不良环境的能力。高温影响脂质、低聚糖等物质的代谢。最后梳理了高温作用下昆虫各种生理生化指标发生变化之间可能存在的关联性,并提出高温对昆虫造成伤害的顺序过程假设。讨论了不同程度的高温对昆虫造成死亡的机理可能不同。指出了未来该领域研究的重点内容,如高温对昆虫造成损害的最初作用位点;高温伤害的完整生理生化路径;耐热性产生的生化基础;高温对昆虫不同发育阶段或生命过程的具体作用机制等。     

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…     

昆虫类钙粘蛋白与Bt Cry1A蛋白之间的相互作用

类钙粘蛋白(cadherin-likeprotein)位于昆虫中肠刷状缘膜囊泡(brushbordermembranevesicles,BBMV)上,是苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)产生的杀虫晶体蛋白(BtCry蛋白)的主要受体之一。它能够与BtCry蛋白结合,引起细胞膜的渗透性发生改变,促进BtCry蛋白对敏感昆虫的毒杀作用。类钙粘蛋白基因的突变还能导致敏感昆虫对BtCry蛋白产生抗性。因此,研究昆虫类钙粘蛋白与BtCry蛋白之间的相互作用,将有助于揭示BtCry蛋白杀虫作用机理。文章对昆虫类钙粘蛋白种类、结构特征、在昆虫体内的分布、及其与BtCry蛋白之间的相互作用等方面的研究现状进行详细论述。     

害虫对苏云金杆菌的抗性研究进展

本文主要针对害虫对苏云金芽孢杆菌（Bt）的抗性机理和防治对策方面进行综述.深入研究昆虫对Bt毒素的抗性机理,将有助于建立虫害综合防治体系,实现无公害Bt农药的广泛及持续利用.     

昆虫击倒抗性基因突变对钠通道功能的影响

该文综述了昆虫钠通道基因的表达与功能特性、击倒抗性突变的功能和这些突变对钠通道门控的影响,以及钠通道基因突变与抗性表现型之间的因果关系;还讨论了这些突变增强击倒抗性的分子机理。