Acetylcholine in the choline-deficient housefly, Musca domestica

The distribution of choline metabolites has been studied in the nervous system of housefly larvae reared on diets containing various amounts of choline or on diets containing either β-methylcholine (β-MCh) or N-dimethylethylcholine (DMECh). Adult houseflies were obtained from larvae reared on diets containing at least 4·6 times the level of choline in the basic diet or on diets containing the two choline analogues. The distribution of choline metabolites has been studied in the heads and thoraces plus abdomina of these adults.

Acetylcholine was found to be concentrated in the larval nervous system where it was synthesized preferentially to other choline metabolites when the amount of choline available to the insect was severely restricted. The acetylcholine content of the adult was between six and nine times that of the larval nervous system and approximately 70 per cent was concentrated in the head. The amount of acetylcholine present in flies obtained from larvae fed on diets containing the lowest amount of choline which allowed adults to develop was 230 pmole/insect. Flies obtained from larvae fed on diets with added β-MCh contained 150 pmole of acetylcholine/insect but no detectable acetyl-βMCh. Flies obtained from larvae fed on diets with added DMECh contained 43 pmole of acetylcholine and 127 pmole of acetyl-DMECh/insect.

It is concluded that the two choline analogues spare the choline requirement of the housefly by two different mechanisms. β-MCh displaces choline from the lipids of non-nervous tissue making more available for uptake into the nervous system where sufficient acetylcholine is synthesized for adult development. DMECh is a complete replacement for choline; the acetyl-DMECh acting as a neurotransmitter in place of acetylcholine.     

Fine structure of the Malpighian tubules in the housefly, Musca domestica

The epithelium of the Malpighian tubules in the housefly is comprised of four distinct cellular types. Type I cells are characterized by the presence of intimate associations between infoldings of basal plasma membrane and mitochondria. On the luminal surface, cytoplasm is extended into microvilli which contain mitochondria. Membrane-bound vacuoles in the cytoplasm seem to progressively accumulate granular material. Type II cells have dilated canaliculi. Microvilli lack mitochondria. The Type III cell has not been reported previously in Malpighian tubules. It has very well-developed granular endoplasmic reticulum which contains intracisternal bundles of tubules. Cytoplasm contains numerous electron dense bodies. Type IV cells occur in the common duct region of the Malpighian tubules. Mitochondria do not extend into the microvilli.     

A complex glutathione transferase gene family in the housefly Musca domestica

In most metazoans, the glutathione S-transferases (GST) are encoded by gene families, and are used to detoxify xenobiotics. We describe the structure of genomic loci coding for the GSTs in the housefly that have been implicated, by both genetic and biochemical means, in mediating insecticide resistance. In earlier work, we showed that one of the theta-class enzymes, MdGST-3, is overproduced in resistant flies and degrades certain insecticides. We used a fragment from a cDNA clone of MdGST-3 as a probe to screen a housefly genomic DNA bank in phage λ. This probe detected multiple gst loci. Genes for GSTs were found in five different, nonoverlapping λ clones, three of which carry multiple, closely linked gsts. Multiple genes for both MdGST-3 and MdGST-4 were found; some of which have introns in their 5′ untranslated regions. In adults, the only MdGST-3 enzymes that are expressed are encoded by the intron-free genes. A new theta-class GST (called MdGST-5) was also discovered. Fusion genes comprising 5′ MdGST-3 sequences and either MdGST-4 or MdGST-5 sequences in their 3′ halves were encountered at three separate loci. The genes described here are found in both the ancestral sensitive strain and the insecticide-resistant strains. Received: 28 June 1996 / Accepted: 23 April 1997     

Knockdown resistance (kdr) to DDT and pyrethroid insecticides maps to a sodium channel gene locus in the housefly (Musca domestica)

The voltage-sensitive sodium channel is generally regarded as the primary target site of dichlorodiphenyl-trichloro-ethane (DDT) and pyrethroid insecticides, and has been implicated in the widely reported mechanism of nerve insensitivity to these compounds. This phenomenon is expressed as knockdown resistance (kdr) and has been best characterised in the housefly where several putative alleles, including the more potent super-kdr factor, have been identified. We report the isolation of cDNA clones containing part of a housefly sodium channel gene, designated Msc, which show close homology to the para sodium channel of Drosophila (99% amino acid identity within the region of overlap). Using Southern blots of insect DNA, restriction fragment length polymorphisms (RFLPs) at the Msc locus were identified in susceptible, kdr and super-kdr housefly strains. These RFLPs showed tight linkage to resistance in controlled crosses involving these strains, thus providing clear genetic evidence that kdr, and hence pyrethroid mode of action, is closely associated with the voltage-sensitive sodium channel.     

Synergism of organophosphates in Musca domestica and Chrysomya putoria

A series of symmetrical trisubstituted phosphorus compounds was tested as synergists for malathion and certain other organophosphorus insecticides against resistant and normal strains of Chrysomya putoria and Musca domestica. All the compounds synergised the insecticides more effectively against resistant than normal strains. This was especially true with malathion, notably with the C. putoria strain the resistance of which is highly specific for malathion. A 5:1 mixture of the best synergists virtually abolished its resistance. Among the synergists tested, the two best were common to the C. putoria and the two different resistant strains of M. domestica; these two synergists were also outstanding against Culex tarsalis larvae, as reported by other authors.In addition to the synergistic action on malathion, the better compounds were also effective in reducing resistance to other phosphorus insecticides (Dicapthon, parathion, coumaphos) though not quite so effectively. It is concluded that their action is not entirely specific for suppressing carboxyesterase detoxication.

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Synergismus von organophosphaten bei Musca domestica und tChrysomya putoria

Zusammenfassung Eine Reihe symmetrisch dreifach substituierter Phosphorverbindungen wurde als Synergisten für Malathion und gewisse andere Organophosphat-Insektizide gegenüber resistenten und normalen Stämmen von Chrysomya putoria und Musca domestica geprüft. Alle diese Verbindungen verstärkten die Insektizide gegen resistente Stämme wirkungsvoller als gegen normale. Das galt besonders für Malathion, vor allem bei dem C. putoria-Stamm, dessen Resistenz gegenüber Malathion hoch spezifisch ist. Ein 5:1-Gemisch der besten Synergisten hob seine Resistenz praktisch auf. Unter den geprüften Synergisten waren die zwei besten C. putoria und den beiden verschiedenen resistenten Stämmen von M. domestica gemeinsam; diese beiden Synergisten wirkten auch gegenüber Culex tarsalis-Larven ausgezeichnet, wie andere Autoren berichteten.Neben der synergistischen Wirksamkeit für Malathion reduzierten die besseren Verbindungen auch die Resistenz anderer Phosphor-Insektizide (Dicapthon, Parathion, Coumaphos), wenn auch nicht ganz so vollkommen. Es wird geschlossen, daß ihre Wirkungsweise für die Unterdrückung der Carboxyesterase-Entgiftung nicht ganz spezifisch ist.

     

Biochemical studies on insecticide resistance in Musca domestica

Microsomal metabolism of DDT is more active in housefly strains showing resistance to DDT. Susceptible as well as resistant strains produce two fairly polar metabolites in vitro (metabolites 2 and 3), and a water-soluble metabolite (metabolite 1). Resistance to DDT in one of the strains studied (Fc) is apparently brought about by the production of large amounts of metabolite 1 in vivo and not by DDT-dehydrochlorination. DDT-dehydrochlorination can explain resistance per se in two strains (P₂/sel and DS), but additional degrees of resistance are given in the P₂/sel strain by microsomal enzyme activity. The two strains (Fc and P₂/sel) which employ microsomal oxidative enzymes show induction of microsomal enzymes upon DDT pre-treatment. This enzyme induction by DDT is accompanied by an increase in the rate of incorporation of C¹⁴-labelled uracil into total RNA. It is suggested that cross-resistance between DDT and pyrethrum (with associated resistance to naphthalene) may be related to microsomal enzyme induction.

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Zusammenfassung Der mikrosomale DDT-Stoffwechsel ist stärker bei Hausfliegenarten, die Resistenz gegen DDT aufweisen. Sowohl die empfindlichen wie die widerstandsfähigen Arten bringen in vitro zwei annähernd polare Metabolyte (Metabolyt 2 und 3) und einen wasserlöslichen Metabolyten hervor (Metabolyt 1). Die Resistenz gegen DDT bei einem der untersuchten Stämme (Fc) wird vermutlich durch das Zustandekommen grosser Mengen von Metabolyt 1 in vivo und nicht durch DDT-Dehydrochlorination verursacht. Die DDT-Dehydrochlorination an sich erklärt die Resistenz bei zwei Stämmen, P₂/sel und DS, doch wird die Resistenz bei P₂/sel noch durch mikrosomale Enzymtätigkeit erhöht. Die Stämme Fc und P₂/sel, bei denen mikrosomale Oxydationsenzyme zur Wirkung kommen, weisen nach DDT-Vorbehandlung eine Induktion der mikrosomalen Enzyme auf.Gleichlaufend mit dieser Induktion der Enzyme durch DDT erfolgt eine grössere Aufnahme von C¹⁴-markiertem Uracyl in die RNS. Es wird vermutet, daß die cross-resistance zwischen DDT und Pyrethrum (und gleichzeitiger Resistenz gegen Naphthalin) in Zusammenhang mit der mikrosomalen Enzyminduktion stehen könnte.

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London School of Hygiene and Tropical Medicine.     

The response of the labellar taste receptors of DDT-resistant and non-resistant houseflies (Musca domestica) to DDT

Two characteristics of DDT-resistance in houseflies (Musca domestica L.), namely, a significantly higher threshold to DDT and the ability to recover from DDT-poisoning, were found to be detectable quantitatively at the level of the neurones of the labellar chemoreceptor hairs.Treatment of the chemoreceptor hairs with DDT resulted in replacement of the normal single impulses by groups of 2 or more. Hairs of resistant (HR) flies showed some recovery from this effect after 10–15 minutes, but those of non-resistant (ES) flies did not.Whole flies topically dosed with DDT solutions were rated for the degree of intoxication shown at various times after treatment. In the resistant strain, flies that survived began to recover from intoxication at about 1 hour, but no recovery was observed in the non-resistant strain.The ratios of equi-effective concentrations or dosages for the two strains were found to be very similar in the chemoreceptor hair and whole fly tests. Up to the onset of recovery they were between 3.9 and 8.5 for the hairs and between 2.0 and 6.0 for the whole flies. After recovery commenced, the ratios increased to more than 15 for both the hairs and the whole flies. It was concluded that the resistance of strain HR flies is fully expressed at the level of the chemoreceptor hairs on their labella, and is mainly due to the ability to recover from DDT-poisoning.

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Zusammenfassung Die Wirkung von DDT-Behandlung auf die elektrische Reaktion der Neuronen von chemorezeptorischen Labellenhaaren bei Reizung mit Kochsalz wurde bei Stubenfliegen (Musca domestica L.) eines DDT-resistenten (HR) und eines nichtresistenten Stammes (ES) untersucht. Das Eintauchen einzelner Rezeptorhaare in wässrige DDT-Suspensionen vor der Reizung und Registrierung der Neuronenaktivität durch einen Kochsalz-Elektrolyten bewirkte den Ersatz der normalen Einzelimpulse durch Gruppen von 2 oder mehr Impulsen bei beiden Stämmen. Bei dem resistenten Stamm steigerte sich die Reaktion — gemessen am mittleren Grade der Impuls-Vervielfachung — während der ersten 10–15 Minuten; danach zeigte signifikante Abnahme der Vervielfachung die Erholung der Neurone von den DDT-Wirkungen an. Bei nichtresistenten Fliegen zeigten die Neurone keine signifikante Erholung. Bevor die Erholung deutlich wurde, waren die Chemorezeptorhaare resistenter Fliegen — gemessen an der Konzentration der angewendeten Suspension — 3,9 bis 8,5mal weniger empfindlich gegen DDT als diejenigen der nichtresistenten Fliegen. Das Verhältnis steigerte sich infolge der Erholung in den nächsten 15 Minuten auf mehr als das 15fache.In einer Paralleluntersuchung der DDT-Vergiftung ganzer Fliegen der beiden Stämme wurden einzeln begiftete Fliegen nach dem Grade der Vergiftung geordnet, den sie zu verschiedenen Zeiten nach der Behandlung aufwiesen. Alle nichtresistenten Fliegen, bei denen deutliche Vergiftungserscheinungen auftraten, wurden zunehmend mehr beeinflußt und starben. Es überlebten nur diejenigen, bei denen klare Anzeichen einer Vergiftung zu keinem Zeitpunkt auftraten. Die resistenten Fliegen waren zu einer völligen Erholung von fortgeschrittenen Stadien der Vergiftung fähig. Bei Dosen, die einen gewissen Grad der Erholung gestatteten, stieg in Gruppen resistenter Fliegen der mittlere Grad der Vergiftung nur während der ersten Stunde an, dann fiel er wieder, sobald sich einige Fliegen erholten. Die Relationen — für die beiden Stämme — gleich giftiger Dosen zeigten, bevor die Erholung in Erscheinung trat, daß die resistenten Fliegen 2- bis 6mal weniger empfindlich gegen DDT-Begiftung waren als die nichtresistenten. Erholung der resistenten Fliegen vergrößerte die Relation auf das mehr als 15fache.So ergaben die Untersuchungen an Chemorezeptorhaaren und an ganzen Fliegen sehr ähnliche Werte für die relative Empfindlichkeit der Stämme gegenüber DDT-Begiftung und für das große Ausmaß, in welchem die Widerstandsfähigkeit der Fliegen des HR-Stammes von der Fähigkeit zur Erholung von DDT-Vergiftungen abhängt. Es kann gefolgert werden, daß die Resistenz der Fliegen des HR-Stammes gegenüber DDT vollständig ausgedrückt werden kann auf dem Niveau der chemorezeptorischen Haare auf ihren Labellen. Es wird vermutet, daß Dehydrochlorierung des DDT, welche vermutlich den Mechanismus der Erholung gestattet, auch mit geringerer Sensibilität dieses Stammes gegenüber DDT-Vergiftung in Verbindung gebracht werden kann.

     

Synthesis and use of an isoform-specific affinity matrix in the purification of glutathione S-transferases from the housefly, Musca domestica (L.)

Glutathione may be linked to an agarose matrix which has been activated by treatment with epichlorhydrin. The resulting resin displayed group selectivity for the glutathione S-transferases of the housefly Musca domestics (L). The isoenzymes of low isoelectric point, which have little activity with substrates other than 1-chloro-2,4-dinitrobenzene, bound strongly to this matrix and were eluted with 10 mm glutathione at pH 7.4. On the other hand, the group of isoenzymes of higher isoelectric point, showing activity with other substrates such as 3,4-dichloronitrobenzene, did not bind. These isoenzymes did bind to a sulfobromophthalein-glutathione conjugate immobilized on agarose and could be eluted with 5 mm sulfobromophthalein at pH 7.4. The immobilized glutathione resin bound rat liver glutathione S-transferase subunits from all three molecular weight classes.     

Genetics of resistance to insecticides of the ska strain of Musca domestica

SKA flies have two factors of resistance to dieldrin: the major factor DR₄, on the IV linkage group, is intermediate and confers immunity to topically applied dieldrin in acetone during the first 24 hr, but increasing numbers of deaths during the next 72 hr decrease resistance to ca. x 700. The proportion of SKA flies with this factor has decreased over the last three years from ca. 25% to fewer than 10%.The minor factor of resistance, R₂ on the II linkage group, greatly delays knock-down by retarding the penetration of dieldrin, but gives x 2 resistance at death. This factor is intermediate and is probably identical to the one in SKA flies that also delays penetration and knock-down by diazinon, DDT and other insecticides, and is retained in the SKA flies by selection with diazinon.The presence of DR₄ in SKA flies is probably not the result of selection with diazinon. It has almost certainly been inherited from the chlordane-resistant parents of the SKA strain.

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Zusammenfassung SKA-Fliegen besitzen zwei Resistenzfaktoren gegenüber Dieldrin: der Hauptfaktor DR₄, in der IV. Koppelungsgruppe, ist intermediär und ergibt gegen lokal in Aceton appliziertes Dieldrin während der ersten 24 Stunden Immunität, aber innerhalb der nächsten 72 Stunden erniedrigen zunehmende Todesfälle die Resistenz um das 700fache. Der Anteil der SKA-Fliegen mit diesem Faktor hat sich während der letzten drei Jahre von ca. 25% auf weniger als 10% vermindert.Der Hilfsresistenzfaktor R₂, in der II. Koppelungsgruppe, verzögert die Schockwirkung durch Verzögern des Eindringens des Dieldrins, ergibt jedoch zweifache Absterberesistenz. Der Faktor ist intermediär und wahrscheinlich identisch mit dem, der in SKA-Fliegen auch die Schockwirkung und das Eindringen von Diazinon, DDT und anderen, Insektiziden verzögert und der bei SKA-Fliegen bei Selektion mit Diazinon beibehalten wird.Die Gegenwart von R₄ in SKA-Fliegen ist wahrscheinlich nicht das Ergebnis der Selektion durch Diazinon. Er ist höchstwahrscheinlich von Chlordan-resistenten Eltern des SKA-Stammes vererbt worden.

     

Host age, sex, and pathogen exposure level as factors in the susceptibility of Musca domestica to Entomophthora muscae

Adult Musca domestica were exposed to conidial showers from cadavers that were killed by Entomophthora muscae. Of the 4 host ages (14 days, 7 days, 3 days and <1 day), older flies were more likely to die without postmortem signs of infection, while younger flies were more likely to die with signs and produce primary conidia. The youngest fly group also succumbed to infection significantly sooner than older flies. Total mortality did not differ for the 2 sexes, but females died significantly more often with signs in one trial. Males died significantly earlier than did females, but differences were not significant when the sexes were paired by weight. Increased levels of pathogen exposure significantly increased both total mortality and the number of flies dying with signs; it also decreased incubation period. The potential significance of these findings in the epidemiology of the disease is discussed.

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Zusammenfassung Die Mortalitätsrate von Musca domestica nach Behandlung mit Entomophthora muscae Sporen wurde in Laborversuchen in Abhängigkeit von Wirtsalter,-geschlecht und Expositionsdauer festgestellt. Fliegen verschiedenen Alters (14 Tage, 7 Tage, 3 Tage und jünger als 1 Tag) wurden gemeinsam in 237 ml Kartonbehältern gehalten. Die Behälter besassen Netzdeckel, auf denen frisch an einer Entomophthora Infektion gestorbene Fliegen ausgelegt wurden. Auf diese Weise wurden die Versuchstiere 8 Stunden (low exposure) bzw. 48 Stunden (high exposure) lang mit Entomophthora Sporen kontaminiert. Mit Hilfe von am Boden der Versuchsgefässe ausgelegten Objektträgern wurde die relative Menge Entomophthora Sporen festgestellt, der die Versuchstiere ausgesetzt waren. Der Totenfall wurde täglich für die Dauer von 10 Tagen registriert; dabei wurde zwischen Konidienträgern (external signs) und Leichen ohne Konidien (no external signs) unterschieden.Die Versuchsgruppen, die 48 Stunden lang mit Entomophthora Sporen behandelt worden waren, wiesen im Vergleich zu den kürzer behandelten Versuchsgruppen höhere Mortalität und einen höheren Anteil an Konidienträgern auf. Darüber hinaus wurde das Auftreten von Konidienträgern bei den länger behandelten Gruppen früher beobachtet. Im Vergleich zu unbehandelten Kontrollgruppen erhöhte die Behandlung mit Entomophthora Sporen auch die Rate nicht konidientragender Leichen.Bei gleicher Expositionsdauer zeigten Weibchen und Männchen ähnliche Mortalitätsraten. Ein höherer Anteil Konidienträger bei den Weibchen wurde bei einem von zwei entsprechenden Versuchen beobachtet. Konidienträger traten bei Weibchen später als bei Männchen auf. In Bezug auf die Inkubationszeit konnte kein geschlechsspezifischer Unterschied festgestellt werden, wenn Versuchsgruppen mit gleichem Gewicht verglichen wurden. Bei beiden Geschlechtern erfolgte die Bildung von Konidien bei grösseren Individuen später als bei kleineren Individuen.Das Alter der Versuchstiere beeinflusste sowohl die Mortalitätsrate als auch die Häufigkeit und das zeitliche Auftreten von Konidienträgern. Jüngere Fliegen wiesen einen höheren Anteil Konidienträger auf; bei Fliegen mit einem Alter von weniger als einem Tag wurde das Auftreten von Konidienträgern früher beobachtet als bei älteren Individuen.Die untersuchten Faktoren können auch für die Epidemiologie von Entomophthora freilebender Musca domestica Populationen eine wichtige Rolle spielen. In Populationen mit niedrigerem Durchschnittsalter wird sich eine Infektion rascher ausbreiten, da jüngere Fliegen eine kürzere Inkubationszeit aufweisen und auch nach kürzerer Kontaminationsdauer Konidien an den getöteten Individuen ausgebildet werden. Darüber hinaus wird sich eine Infektion dann rascher ausbreiten, wenn die Population mit einer grösseren Sporenmenge infiziert wird, da dann eine kürzere Inkubationzeit und ein höherer Anteil Konidienträger zu erwarten ist.

     

The Hermes transposon of Musca domestica and its use as a mutagen of Schizosaccharomyces pombe

Transposon mutagenesis allows for the discovery and characterization of genes by creating mutations that can be easily mapped and sequenced. Moreover, this method allows for a relatively unbiased approach to isolating genes of interest. Recently, a system of transposon based mutagenesis for Schizosaccharomyces pombe became available. This mutagenesis relies on Hermes, a DNA transposon from the house fly that readily integrates into the chromosomes of S. pombe. The Hermes system is distinct from the retrotransposons of S. pombe because it efficiently integrates into open reading frames. To mutagenize S. pombe, cells are transformed with a plasmid that contains a drug resistance marker flanked by the terminal inverted repeats of Hermes. The Hermes transposase expressed from a second plasmid excises the resistance marker with the inverted repeats and inserts this DNA into chromosomal sites. After S. pombe with these two plasmids grow 25 generations, approximately 2% of the cells contain insertions. Of the cells with insertions, 68% contain single integration events. The protocols listed here provide the detailed information necessary to mutagenize a strain of interest, screen for specific phenotypes, and sequence the positions of insertion.     

Contrary responses of Musca domestica concerning their selection of different shades and hues

The results of experiments in the open air with houseflies settling on surfaces (cardboards) of light and dark shades and of various colours differed from those in laboratory tests. Whereas black is preferred to gray and to white and to all hues in the indoor tests, the white cardboards we used attracted in most cases a preponderant majority of flies in the open air but not so when placed versus yellow.It is assumed that the attraction of the white cardboard is due to the reflection of the near ultraviolet of sunlight. Ultraviolet reflection of a more moderate degree by gray, blue and yellow cardboards could be only one of various factors which cooperate in rendering the respective colour attractive in the open air. Red was quite frequently preferred both in indoor and outdoor tests. Blue was the least frequented colour in indoor and brown in outdoor tests.

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Zusammenfassung Die Fliegen wurden in Laboratoriumsversuchen in einen zylinderförmigen, 80 cm weiten und 35 cm hohen, aus durchsichtiger Plastik hergestellten Behälter gesetzt. Der Boden und die Wand waren in sechs Sektoren eingeteilt, die abwechselnd mit Kartons zwei verschiedener Farben belegt wurden.In Freilandversuchen (im Hof einer grossen Milchviehwirtschaft) wurden dieselben farbigen Kartons benutzt. Ein Paar verschiedenfarbiger Bögen, die mit einer Zuckerlösung bestrichen waren, wurde auf den Boden an Orten ausgelegt, wo sich Fliegen in grosser Menge angesmmelt hatten.In den Laboratoriumsversuchen ließen sich 75% der Fliegen auf Schwarz und 25% auf Weiss nieder. In der Wahl gegenüber den fünt chromatischen Farben (Rot, Braun, Gelb, Grün und Blau) bevorzugten zwischen 63% und 68% der Fliegen die schwarze Unterlage. In Versuchen, in denen die fünf genannten Farben unter sich verglichen wurden, wurde Rot stets bevorzugt und Blau niemals; Braun, Gelb und Grün wurden in verschiedenem Maße gewählt je nach der Kombination, in der sie sich befanden.Die Bevorzugung von Schwarz spricht für die Auffassung, daß in geschlossenen Räumen im allgemeinen die dunkleren Farben bevorzugt werden, doch zeigt die Wahl der farbigen Flächen, daß, wenn man die Helligkeitswerte derselben in Betracht zieht, der Farbe an sich (dem Chroma) eine wichtige Rolle bei der Auswahl zukommt.In den Freilandversuchen wurde Gelb von 77%–93% der Fliegen gegenüber Weiß, Grau und Schwarz bevorzugt und von 81%–95% gegenüber den fünf andern Farben. Ausserdem wurden folgende Bevorzugungen festgestellt: Rot gegenüber Blau, Grau, Schwarz und Braun; Weiß gegenüber Grün, Grau, Schwarz und Braun, Blau gegenüber Weiß, Grau, Schwarz und Braun; Grün gegenüber Blau, Schwarz und Braun; Grau gegenüber Schwarz und Braun; Schwarz gegenüber Braun. Farbpaare mit annähernd gleicher Verteilung der Fliegen waren Rot und Grün, Rot und Weiß, und Grün und Grau. Die am wenigsten besuchte Farbe war Braun.Ein Vergleich der Ergebnisse der Freilandversuche mit denen der Laboratoriumsexperimente zeigt keine Übereinstimmung. Am auffälligsten ist die Verschiedenheit in der Wahl von Schwarz und Weiß. Im Gegensatz zu den 75% der Fliegen auf Schwarz im Laboratorium, liessen sich im Freien 80% auf Weiß nieder. Da keine Beeinflussung der Wahl durch Wärme, Feuchtigkeit, Wind, Licht oder Schatten festgestellt werden konnte, vermuten wir, daß im Freien die starke Reflektion des im Sonnenlicht vorhandenen Ultraviolett das weiße Papier für die Fliegen anziehend macht, für das (von Professor Autrum in München) eine Reflektion von 40%–80% der Wellenlängen zwischen 320 und 380 m gemessen wurde.Wenn wir für die verschiedene Wahl von Schwarz und Weiß im Plastikkäfig des Laboratoriums einerseits und im Freiland andererseits eine Erklärung geben können, so fehlt uns eine solche für das verschiedene Verhalten der Fliegen gegenüber den Farben. Eine sehr mäßige Reflektion von Ultraviolett seitens der blauen, gelben und grauen Kartons kann bestenfalls nur einer von mehreren Faktoren sein, die zusammenwirken, um die betreffenden Farben im Freiland anziehend zu machen.

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This work was supported partly by a grant from the Stiftung Volkswagenwerk, Hannover-Döhren, Germany.     

Identification and cloning of a key insecticide-metabolizing glutathione S-transferase (MdGST-6A) from a hyper insecticide-resistant strain of the housefly Musca domestica

Strains of the housefly, Musca domestica, highly resistant to organophosphate (OP) and other insecticides are known because they overproduce glutathione S-transferases (GSTs). Previous work has shown that overproduction in these strains involved numerous isozymes with glutathione conjugating activities (Pesticide Biochem. Physiol., 25 (1986) 169; Mol. General Genetics, 227 (1991) 355; J. Biol. Chem., 267 (1992) 1840; Mol. General Genetics, 245 (1994) 236; J. Mol. Evol., 43 (1996) 236). The current work describes the purification and identification of a M. domestica GST isozyme (pI 7.1) broadly specific for substrates from a housefly strain, Cornell-HR, that is highly resistant against OP-insecticides, and the isolation of two new MdGST genes using the antibody made against it. This isozyme, which was identified from amongst more than 20 isoelectric forms of GSTs of the same subunit size, was highly active for conjugating GSH to the model substrate 3,4-dichloronitrobenzne (DCNB). When expressed in Escherichia coli, one of the cloned GSTs, MdGST-6A, produces an enzyme that conjugates glutathione to the insecticides methyl parathion and lindane. On indication that it was the most active isozyme toward several xenobiotics among several MdGSTs tested, we advance the notion that MdGST-6A probably plays an important role in M. domestica Cornell-HR's resistance towards OP-insecticides. MdGST-6A and a second closely related one found in this work, MdGST-6B, are members of the traditional insect class I family (theta-class) and share the greatest homologies with a cluster of Drosophila GSTs on locus 55. In addition to having the unusually broad substrate specificity, the sequence of the new group of enzymes reveals that it has a highly diverged hydrophobic motif in its active site as compared to other class I GSTs from insects.     

The enzymatic degradation of malathion in organophosphate resistant and susceptible strains of Musca domestica

The metabolic fate of malathion in susceptible and organophosphate resistant strains of houseflies was studied by means of radioisotope-techniques, in vivo and in vitro. The main interstrain difference was the superior ability of the two malathion resistant strains to degrade malathion to its monocarboxylic acid derivative. Attempts were made to characterize the carboxyesterases responsible for this difference with respect to heat stability, pH dependency and organophosphate inhibition, and to estimate their importance in causing resistance by means of cross-resistance and synergism experiments. The relation to, and possible identity of the carboxyesterases with, the malaoxon degrading enzymes previously found in the malathion resistant strains is discussed.

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Zusammenfassung Der Malathionmetabolismus wurde mit Hilfe der Radioisotopentechnik in normal empfindlichen und organophosphatresistenten Stubenfliegenstämmen in vivo und in vitro untersucht Die beiden malathionresistenten Stämme konnten Malathion besser in seinen Monocarboxylsäure-Abkömmling abbauen. Es wurde versucht, die hierfür verantwortliche Carboxyesterase hinsichtlich ihrer Hitzestabilität, pH-Abhängigkeit und Hemmbarkeit durch Organophosphate zu charakterisieren und ihre Bedeutung in der Resistenzbildung durch Kreuzungsresistenz- und Synergismusversuche zu bestimmen. Die Beziehung der besonders in den malathionresistenten Stämmen gefundenen malaoxonabbauenden Enzyme zu den Carboxyesterasen und ihre mögliche Identität mit denselben wird diskutiert.

     

Properties of olfactory conditioning in the housefly, Musca domestica

The housefly, Musca domestica, was conditioned to odours using the proboscis extension response to labellar stimulation with sucrose solution as an unconditioned response and the properties of conditioning were investigated. Among trials including forward pairing of the conditioned stimulus (CS) with the unconditioned stimulus (US), backward pairing and isolated presentations of CS and US, only forward pairing is effective on the acquisition of conditioning. Backward pairing combined with forward pairing does not influence the effectiveness of the forward pairing. CS given overlapping with a US presentation permits only weak conditioning. The acquisition of conditioning decreases with increase of the CS-US interval. In the differential conditioning situation to two odours, discriminative responses are observed. In the flies conditioned with one antenna, the conditioned response is elicited not only by stimulation of the antenna used for conditioning but also by stimulation of the antenna not used for conditioning, although the response using the former is higher than with the latter. The ability to be conditioned is reduced immediately after fastening on a clay bed and increases with time. Ability can also be improved by transection of the ventral nerve cord.     

温度对家蝇广州种群成虫繁殖力及卵黄蛋白发生的影响

研究了不同温度对家蝇(Musca domestica L.)广州种群繁殖力及卵黄蛋白发生的影响,旨在为利用家蝇广州种群大规模高效养殖提供技术支持。选同一天刚羽化的健康雌、雄蝇,分别置于20、24、28、32和36℃环境下单对饲养,重复6次。每天测定成虫日产卵量、卵孵化率及死亡数等,统计家蝇单雌产卵量、卵孵化率、成虫寿命、产卵前期和产卵期;同时自雌蝇羽化第一日起,连续15 d,每天每个温度处理下取雌蝇3头,采用间接酶联免疫(indirect enzyme-linked immunosorbentassay,ID-ELISA)法测定5种温度下雌蝇每日卵黄蛋白合成量及羽化后前15 d卵黄蛋白合成总量。结果表明,温度对家蝇成虫繁殖力影响显著。产卵量以24℃环境下最高(1 921.17粒/雌),24～28℃时产卵量显著下降。28℃时卵孵化率最高(93.48%),高或低于此温度,卵孵化率显著下降,当温度达36℃时,孵化率仅为60.78%。雌蝇在20～28℃范围内产卵期差异不显著,32℃及以上温度下,雌蝇产卵期显著缩短。产卵前期以20℃最长(9.83 d),28℃最短(3.00 d),高于28℃产卵前期又显著延长。雌、雄蝇寿命均随着温度升高而显著缩短。温度对广州种群雌蝇羽化后前15 d的卵黄蛋白合成影响显著,24℃下前15 d合成的总卵黄蛋白最高(1 683.15μg/雌),其次为28℃(1 591.95μg/雌),20℃最低(232.81μg/雌)。家蝇广州种群在24～28℃繁殖效率最高。     

Evaluation of Beauveria bassiana applications against adult house fly, Musca domestica, in commercial caged-layer poultry facilities in New York state

Applications of a commercially produced Beauveria bassiana product, balEnce, were compared with pyrethrin treatments for the control of adult house flies in New York high-rise, caged-layer poultry facilities. An integrated fly management program, which included the release of house fly pupal hymenopteran parasitoids, was used at all facilities. Adult house fly populations were lower in B. bassiana-treated facilities during the spray and post-spray periods, as recorded on spot cards. Concurrently, the numbers of house fly larvae recovered in B. bassiana-treated facilities were less than one-half that of the pyrethrin-treated facilities. House fly pupal parasitism levels were low, but similar under both treatment regimes. The numbers of adult and larval Carcinops pumilio, a predatory beetle, recovered from B. bassiana-treated facilities were 43 and 66% greater than from the pyrethrin-treated facilities, respectively.