家蠅對高效氯氰菊酯的抗性機制研究.pdf

1、家蠅Musca domestica(L-)屬于雙翅目、環(huán)裂亞目、蠅科、家蠅屬，是一種世界性衛(wèi)生害蟲，能傳播65余種人畜腸道疾病，不僅嚴重威脅了人類健康，也給畜牧產業(yè)造成了巨大的經濟損失。長期以來，國內外對家蠅的防治都以化學防治為主要措施。但由于家蠅對環(huán)境具有較強的適應能力，繁殖力強，而且人類用藥頻繁，導致許多國家和地區(qū)的家蠅對有機氯、有機磷、氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯類殺蟲劑產生了不同程度的抗性。 本文對室內選育的家蠅高效氯氰菊酯(

2、beta-cypermethrin)抗性品系從種群遺傳學、生物化學和分子生物學水平對其抗性機制做了研究，旨在揭示家蠅對高效氯氰菊酯的抗性機制，從而為指導高效氯氰菊酯的科學使用、延長其使用壽命和有效治理家蠅對擬除蟲菊酯類殺蟲劑抗性提供理論依據。 經過25代的室內連續(xù)選育，家蠅對高效氯氰菊酯的抗性達到4419.07倍，現實遺傳力(h<'2>)為0.30。用雜交、回交和自交方法研究了家蠅對高效氯氰菊酯抗性的遺傳方式，證明家蠅對高效氯氰

3、菊酯的抗性是由常染色體控制的不完全隱性遺傳，且由一個主要基因控制。 交互抗性研究結果表明，家蠅高效氯氰菊酯抗性品系(CRR)對順式氯氰菊酯(alpha-cypermethrin)、zeta-氯氰菊酯(zeta-cyperrmethrin)、溴氰菊酯(deltamehrin)、胺菊酯(tetramethrin)和聯苯菊酯(bifenthrin)產生了不同為程度的交互抗性，其中對溴氰菊酯的抗性達到了14403.81倍，而對聯苯菊酯抗

4、性僅為10.70倍。對有機磷類殺蟲劑敵敵畏(dichlorvos)和辛硫磷(phoxim)的交互抗性分別為20.74和14.12倍。對氨基酸酯類殺蟲劑殘殺威(propoxur)的交互抗性大于35.00倍。CRR抗性品系對阿維菌素(abamectin)也產生了6.40倍的交互抗性。 比較研究了多功能氧化酶(mix-functional oxygenase，MFO)抑制劑增效醚(piperonyl butoxide，PBO)和羧酸酯

5、酶(carboxylesterase，CarE)抑制劑脫葉磷(S,S,S-tributyl phosphorotrithioate，DEF)對高效氯氰菊酯選育的抗性品系和敏感品系的增效作用。結果表明PBO對CRR抗性品系和CSS敏感品系分別有21.88倍和15.33倍的增效作用，DEF對CRR抗性品系和CSS敏感品系分別有364.29倍和2.35倍的增效作用。說明家蠅對高效氯氰菊酯的抗性與羧酸酯酶有密切關系。進一步的生化測定表明，CRR

6、抗性品系羧酸酯酶對五種底物的活性是CSS敏感品系的4.25～6.9l倍，而這兩個品系細胞色素P450的含量和谷胱甘肽-S-轉移酶的活性都無顯著差異。同時對羧酸酯酶活性遺傳方式與高效氯氰菊酯抗性的關系進行了比較分析，結果表明互交、同交和自交后代的羧酸酯酶活性與其抗性存在較高相關性。 通過RT-PCR，對家蠅鈉離子通道基因全長和羧酸酯酶基因全長進行了克隆與測序。序列比較分析結果表明，CRR抗性品系與CSS敏感品系相比，鈉離子通道基因

7、有兩個突變位點：Lys<'426>-A唱(K426R)，Gin<'465>-Arg(Q465R)。利用等位基因特異性擴增技術(PASA)初步檢測這兩個突變位點與高效氯氰菊酯抗性無關。抗性品系羧酸酯酶基因有九個氨基酸發(fā)生了改變：Ser<'250>-Thr(S25OT)，Trrp<'251>-Ser(W251S)，Asp<'273>-Glu(D273E)，Met<'303>-Ile (M303I)，L,eu<'354>Phe(L354F)，

8、Ser<'357>-Leu(S357L),Val<'365>-Ala(V365A)，Trp<'378>-Arg (W378R)，Ser<'383>-Thr($383T)。經三維結構分析證實Trp<'251>-Ser與昆蟲對擬除蟲菊酯類殺蟲藥劑抗性及對有機磷類殺蟲藥劑的交互抗性相關。 用原核表達載體pGEX-4T-1在大腸桿菌中表達了CRR抗性品系和CSS敏感品系羧酸酯酶基因，并用GSH-Sepharos-4B親和層析柱對表達產物

9、進行了純化，通過變性聚丙烯酰胺電泳和活性測定驗證了表達出來的蛋白質為羧酸酯酶，并且CRR抗性品系和CSS敏感品系表達產物活性測定無顯著性差異。 利用實時熒光定量PCR技術研究了CSS敏感品系、CRR抗性品系、正交F1代和回交BC2羧酸酯酶mRNA表達量差異。CRR抗性品系、正交F1代和回交BC2羧酸酯酶mRNA表達量分別為敏感品系的12.1，2.0和7.2倍。結果表明羧酸酯酶基因的過量表達是家蠅對高效氯氰菊酯抗藥性的主要機制。