昆蟲抗藥性的分子機制研究進展

祁欣

摘 要 作為一項全球性的重要課題，昆蟲的抗藥性研究在新型農(nóng)藥的研制、昆蟲的治理、監(jiān)測等各個方面都具有十分重要的作用和意義。在毒理學、遺傳學以及分子生物學等各種交叉學科不斷發(fā)展的今天，尤其是分子生物學實驗技術的不斷提升有力地推動了昆蟲抗藥性分子機制研究的發(fā)展。基于此，對昆蟲抗藥性的分子機制研究進展進行簡單探討。

關鍵詞 昆蟲；抗藥性；分子機制

中圖分類號：S433 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）18--02

昆蟲抗藥性，是指昆蟲對可以殺死大部分正常種群個體藥量具有耐受的能力，能夠在其種群中不斷發(fā)展的這樣一種現(xiàn)象。昆蟲的抗藥性是在不利的環(huán)境條件下，昆蟲為求得生存的進化現(xiàn)象。由于殺蟲劑長期以來的選擇作用，導致非常多昆蟲面對殺蟲劑出現(xiàn)了不同程度的抗藥性。不斷升高的昆蟲抗藥性除了使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本得增加之外。同時，嚴重影響了環(huán)境和大眾的健康。在毒理學、遺傳學以及分子生物學等各種交叉學科不斷發(fā)展的今天，昆蟲抗藥性分子機制研究也得到了較快的發(fā)展。

1 昆蟲抗藥性機理分析

以抗性機理為根據(jù)能夠?qū)⒗ハx抗藥性劃分為3種，即代謝抗性、生理抗性和行為抗性。以抗性的分子機理為根據(jù)能夠?qū)⒗ハx抗藥性劃分為靶標抗性以及代謝抗性。以分子毒理學為根據(jù)可以將其抗性機理劃分為損傷點的修復、靶蛋白的過量生成、敏感性的轉(zhuǎn)化、對殺蟲劑和靶蛋白或酶的轉(zhuǎn)變等。立足于基因水平進行分析，主要是由于基因結(jié)構(gòu)的改變、基因表達的改變、基因擴增以及基因水平分析等導致昆蟲產(chǎn)生抗藥性[1]。

2 昆蟲抗藥性的分子基礎分析

2.1 靶標抗性的分子生物學機制分析

2.1.1 神經(jīng)軸突鈉離子通道

作為一個大型膜載蛋白，Na+通道也是擬除蟲菊酯和DDT的主要靶部位，由于其降低的敏感性就會導致出現(xiàn)抗性。一般來說，會將這種類型的抗性稱為擊倒抗性，導致出現(xiàn)擊倒抗性的主要原因就是鈉通道的基因發(fā)生突變。現(xiàn)在，在分離Na+通道基因部分片段的研究顯示，Na+通道基因位置與擊倒抗性位點具有緊密聯(lián)鎖或者一直的特點。現(xiàn)在研究的熱點就是對抗性昆蟲體內(nèi)Na+通道基因的全序列進行克隆，從而將抗性相關的突變位點確定下來以及研究基因表達調(diào)控。

2.1.2 乙酰膽堿酯酶

在生物神經(jīng)傳導中乙酰膽堿脂酶屬于一個關鍵酶，其能夠?qū)ι窠?jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿進行迅速的水解，從而將膽堿能突觸傳遞中止。乙酰膽堿酯酶在昆蟲中屬于氨基甲酸酯類殺蟲劑瓶和有機磷殺蟲劑的靶標，導致昆蟲產(chǎn)生靶標抗性的機制就是因為編碼靶標的基因擴增和突變而導致的。如果有突變的情況出現(xiàn)在昆蟲的乙酰膽堿脂酶基因中，就會導致其產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化，從而削弱靶標對殺蟲劑的敏感性，最終導致抗藥性的產(chǎn)生[2]。

2.1.3 GABA一氯離子通道復合體

在昆蟲的體內(nèi)GABA屬于一種非常關鍵的抑制性神經(jīng)傳遞物質(zhì)，如果阻斷GABA就會使神經(jīng)遞質(zhì)的正常傳遞被阻斷，所以其是殺蟲劑重要靶標之一。大量研究表明，GABA一氯離子通道復合體是二環(huán)苯甲酸酯類、二環(huán)磷酯類、環(huán)戊二烯類等各種殺蟲劑的作用靶標。導致與GABA一氯離子通道復合體通道相關的抗性產(chǎn)生的主要是因為殺蟲劑與GABA受體的親和性由于基因突變而降低，這樣就不能夠?qū)ABA受體的氯離子轉(zhuǎn)運產(chǎn)生抑制作用。出現(xiàn)了對殺蟲劑作用不敏感的新靶標是導致產(chǎn)生靶標抗性的生化基礎，抗性昆蟲靶標的結(jié)構(gòu)基因出現(xiàn)多點受體突變或者單點受體突變則是其分子基礎。

2.2 代謝抗性的分子生物學機制分析

2.2.1 非專一性酯酶

一般很多殺蟲劑都具有酯鍵，在昆蟲體內(nèi)這些酯鍵都可以被酯酶所溶解[3]。

2.2.2 谷胱甘肽S一轉(zhuǎn)移酶

各種親核化合物與催化還原型谷胱甘肽在經(jīng)過親核加成反應之后形成的一種酶就是谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶，在昆蟲體內(nèi)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶屬于一種非常重要的解讀酶，擬除蟲菊酯抗性、有機氯抗性、有機磷抗性的昆蟲體內(nèi)的谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶具有明顯升高的表達水平[4]。

2.2.3 細胞色素P450氧化酶系

昆蟲體內(nèi)主要解毒酶系就是P450，在昆蟲對寄生植物的適應性、蛻皮激素的代謝、保幼激素、對殺蟲劑選擇毒性和抗藥性、殺蟲劑代謝中細胞色素P450氧化酶系發(fā)揮了十分重要的作用[5]。在對擬除蟲菊酯類殺蟲劑解毒的時候，與其他解毒酶比起來，細胞色素P450氧化

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酶系具有更為重要以及更加顯著的作用。作為一個基因超家族，細胞色素P450氧化酶系由多個基因家族共同組成，而又由若干個基因亞家族共同組成其中的每個基因家族。到現(xiàn)在為止，CYP6家族被人為在眾多已知的P450家族中與抗藥性具有較為密切的關系，其中在研究CYP6A2、CYP6A1、CYP6D1等方面比較深入。

3 結(jié)語

本文對昆蟲抗藥性機理進行分析，對昆蟲抗藥性的分子基礎進行分析，綜上所述，在指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、研制新型殺蟲劑、病蟲害的防治等各項工作中，昆蟲抗性機制的研究具有十分重要的作用，因此，應該提高對昆蟲抗性機制的研究重視度，以此保障上述工作能夠順利的開展。昆蟲具有多種多樣的生理特性、形態(tài)特征，再加上其分布廣泛以及繁多的種類，所以，研究昆蟲抗性機制具有非常浩大和復雜的特點，需要工作者不畏困難，迎難而上，加大對其研究的力度。雖然現(xiàn)在有很多機制并沒有被人們了解，但隨著廣大的科研工作者對抗藥性機理不斷的探索，并且對昆蟲抗藥性和其生理功能之間的關系進行闡明，最終能夠?qū)⑿碌目剐灾卫聿呗蕴峁┏鰜恚估ハx抗藥性分子機制研究能夠順利的實施，更好地造福人類。

參考文獻

[1]侯靜，劉青青，徐明良.植物抗病毒侵染的分子機制[J].作物學報，2012（5）.

[2]陳達嵩，鄭月瓊.植物凝集素在植物保護中的研究進展[J].湖北植保，2010（6）.

[3]王萬能，全學軍，肖崇剛.植物誘導抗性的機理和應用研究進展[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2010（1）.

[4]任娜娜，謝苗，尤燕春，等.羧酸酯酶及其介導昆蟲抗藥性的研究進展[J].福建農(nóng)林大學學報：自然科學版，2014（4）.

[5]程鵬，曹銀光，公茂慶.細胞色素P450介導的昆蟲抗藥性研究進展[J].中國病原生物學雜志，2009（1）.

（責任編輯：劉昀）