書虱代謝抗性研究進展

景田興 郎 寧 豆 威 魏丹丹 王進軍

(西南大學植物保護學院；昆蟲學與害蟲控制工程重慶市重點實驗室，重慶 400715)

書虱代謝抗性研究進展

景田興 郎 寧 豆 威 魏丹丹 王進軍

(西南大學植物保護學院；昆蟲學與害蟲控制工程重慶市重點實驗室，重慶 400715)

書虱是一類在全球范圍內(nèi)均有分布的倉儲害蟲，對原糧特別是種子糧造成極大威脅，可造成嚴重經(jīng)濟損失。近年來，書虱抗藥性問題日益突出，在其抗藥性機制方面的研究也越來越深入。在諸多抗性機制中，代謝抗性占據(jù)了重要的地位。其中，三大代謝解毒酶細胞色素P450單加氧酶(P450)、酯酶(ESTs)和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)在書虱代謝抗性中扮演重要角色。本文從生理生化、轉(zhuǎn)錄組學與分子生物學等方面，對書虱代謝抗性的研究進行闡述，為書虱的抗性防控提供借鑒。

書虱 代謝抗性 轉(zhuǎn)錄組 P450 酯酶 谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶

書虱隸屬于嚙蟲目Psocoptera，書虱科Liposcelididae，書虱屬Liposcelis，是一類廣泛存在于多種儲糧物中的微小害蟲，在全球范圍內(nèi)均有分布。此類害蟲喜溫暖潮濕，喜食糧食胚部和破碎粒，由于其種群極易擴張而暴發(fā)成災，對原糧特別是種子糧造成極大威脅，大量發(fā)生時可造成嚴重經(jīng)濟損失。近年來，書虱對包括有機磷類、煙堿類、菊酯類、生長調(diào)節(jié)劑類在內(nèi)的多種類型的儲糧保護劑產(chǎn)生了極強的忍耐力，并且多種復配藥劑在書虱的長期防控中效果并不理想。昆蟲抗藥性機制大致分為代謝抗性、靶標抗性和行為抗性。大量研究表明與殺蟲劑代謝相關(guān)的解毒酶的解毒能力增強是昆蟲對殺蟲劑產(chǎn)生抗性的的主要原因之一。目前對書虱的研究同樣表明三大代謝解毒酶(P450s、 ESTs、 GSTs)在書虱代謝抗性中扮演重要角色。綜述了書虱代謝抗性的研究進展，以期為書虱的抗性防控提供參考。

1 書虱藥劑敏感性與增效作用測定

利用藥膜法測定9種常用殺蟲劑對嗜卷書虱的觸殺毒力發(fā)現(xiàn)，有機磷殺蟲劑類普遍對書虱有較好的防治效果，溴氰菊酯具有良好的擊倒作用。5種有機磷類殺蟲劑的觸殺毒力由高到低依次為甲基對氧磷>毒死蜱>馬拉硫磷>乙基對氧磷>氧樂果。在供試的2種氨基甲酸酯類殺蟲劑中，涕滅威的觸殺毒力顯著高于殘殺威，而擬除蟲菊酯類殺蟲劑的觸殺毒力均顯著低于其他供試殺蟲劑，但具有較好的擊倒作用。采用毒死蜱、對氧磷和丁硫克百威對嗜卷書虱和嗜蟲書虱敏感品系毒力敏感性比較發(fā)現(xiàn)，嗜卷書虱對3種殺蟲劑的LC50均顯著高于嗜蟲書虱，表明嗜蟲書虱對有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑比嗜卷書虱更敏感[1-3]。在探究3種增效劑(DEF、TPP和DEM)在嗜卷書虱中的增效作用時發(fā)現(xiàn)，增效倍數(shù)較高的分別是DEF對毒死蜱和馬拉硫磷(SR為7.50和5.90)以及TPP對涕滅威SR為6.75)的增效作用，而DEM的增效作用相對最小，僅對乙基對氧磷有相對較高的增效倍數(shù)(SR為2.97)。該結(jié)果暗示嗜卷書虱中羧酸酯酶(CarE)極有可能對涕滅威的代謝起著重要作用，而GSTs參與乙基對氧磷的代謝，但對其他殺蟲劑的代謝貢獻不大[4]。

對嗜蟲書虱不同地理種群進行藥劑(溴氰菊酯、馬拉硫磷和殘殺威)敏感性測定發(fā)現(xiàn)，隨州種群對供試藥劑相對敏感，而銅梁種群抗性水平相對較高(銅梁種群對馬拉硫磷和殘殺威的LC50分別是隨州種群的7.30和7.59倍，但2個地理種群對溴氰菊酯的敏感性無顯著性差異)。這表明，書虱不同地理種群由于用藥背景存在差異，其對同種藥劑的耐受性有很大的不同。在此基礎上，添加增效劑PBO后，結(jié)果顯示溴氰菊酯和馬拉硫磷對敏感種群(隨州種群)的毒殺作用增強，增效比分別為2.2、2.45，但PBO對殘殺威無增效作用。添加PBO后，溴氰菊酯、馬拉硫磷和殘殺威對抗性種群(銅梁種群)均出現(xiàn)毒殺作用增強，其增效比分別為2.35、2.60、2.39。這均表明P450能夠?qū)?種藥劑的代謝起重要作用，但P450在敏感種群中對殘殺威的代謝作用較小[5]。

2 書虱細胞色素P450研究進展

昆蟲對殺蟲劑的抗性與P450活性的升高有關(guān)。如棉鈴蟲(Helicoverpaarmigera)抗辛硫磷品系P450的活性是敏感品系的2.3倍[6]。嗜蟲書虱敏感種群和抗性種群的P450活性測定結(jié)果顯示，抗性種群P450的比活力是敏感種群的1.93倍。經(jīng)溴氰菊酯和馬拉硫磷脅迫后，P450活性均呈現(xiàn)不同程度增高。馬拉硫磷處理后，P450的活性是對照的2.97倍，且差異顯著；溴氰菊酯處理后的P450活性是對照的2.35倍。藥劑誘導后P450酶活的升高可能是蟲體受到藥劑刺激而出現(xiàn)的應激反應，從蛋白質(zhì)水平說明藥劑的刺激與P450活性之間存在一定聯(lián)系。

在對酶學的特異性研究中，蛋白的異源表達技術(shù)應用廣泛。利用原核表達系統(tǒng)，采用pDest表達載體對嗜卷書虱CYP6CE1進行異源表達，經(jīng)SDS-PAGE電泳和免疫印跡驗證后確定成功獲得CYP6CE1重組蛋白。采用3種不同的表達載體(pDest17、pET43和pCW載體)對另外3個P450基因(CYP4CB1、CYP4CC1和CYP4CD1)都成功進行了表達載體的構(gòu)建，這為將來P450基因的原核表達奠定了基礎[7]。對嗜蟲書虱P450的異源表達嘗試以昆蟲sf9細胞為宿主的Bac-to-Bac真核表達系統(tǒng)，成功構(gòu)建了CYP4FD2基因的表達載體，為嗜蟲書虱P450真核表達做好了前期準備工作。

P450基因作為生物體內(nèi)的一種重要的初級代謝酶，其mRNA水平上的過量表達是大多數(shù)昆蟲對殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性的主要機制之一。目前，在嗜卷書虱中克隆出5個P450全長基因(表1)。通過低劑量(LC10)長時間和較高劑量(LC50)短時間2種誘導體系對嗜卷書虱進行藥劑處理，利用qPCR技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，溴氰菊酯及甲基對氧磷可顯著誘導CYP6CE1、CYP6CE2、CYP4CB1及CYP4CC1的上調(diào)表達，而涕滅威僅能顯著誘導CYP4CD1的上調(diào)表達。分析5個P450對3種不同藥劑誘導反應的時間效應發(fā)現(xiàn)，甲基對氧磷的誘導作用較溴氰菊酯及涕滅威更加迅速，而溴氰菊酯誘導后P450基因表達量回落則更快。表明P450基因?qū)τ袡C磷殺蟲劑的誘導反應更迅速，但在體內(nèi)的代謝速率可能較慢，對擬除蟲菊酯類殺蟲劑的誘導反應略顯遲緩，但代謝速率更高[8]。另外，在解析5個P450基因在嗜卷書虱DDVP和PH3抗性、敏感品系種的表達模式發(fā)現(xiàn)，除了CYP4CC1外，其他4個P450基因在抗性品系存在不同程度的過量表達，這也暗示這4個P450基因極有可能共同參與嗜卷書虱抗性的形成[7]。

表1 書虱中已獲得完整開放閱讀框的三大代謝酶基因名稱與登錄號

注：“-”表示暫未獲得GenBank登錄號。

基于嗜蟲書虱轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫，通過對cDNA全長序列的克隆和測序驗證，獲得5個嗜蟲書虱P450基因(CYP358B1、CYP345P1、CYP4FD2、CYP4CD2和CYP6JN1)(表1)。利用qPCR技術(shù)檢測5個P450在敏感和抗性種群中的表達量發(fā)現(xiàn)，5個基因在抗性種群的表達量均顯著高于其在敏感種群的表達量。其中，CYP4CD2與CYP6JN1在抗性種群的表達量分別是其在敏感種群中的8倍和10倍以上，這表明P450在嗜蟲書虱的抗性形成中具有重要作用，且CYP4CD2與CYP6JN1是其中發(fā)揮重要作用的基因。此外，5個P450基因?qū)λ巹┟{迫的響應模式表明，嗜蟲書虱P450基因?qū)︸R拉硫磷脅迫響應最為明顯，經(jīng)藥劑誘導后，5個P450基因在12 h達到表達高峰，其中CYP4CD2和CYP6JN1誘導表達上調(diào)幅度較大，分別為對照的9.77和9.47倍。該結(jié)果也暗示了P450基因?qū)τ袡C磷類殺蟲劑反應迅速且劇烈。嗜蟲書虱多數(shù)P450基因可被溴氰菊酯誘導上調(diào)，其表現(xiàn)出的誘導效應相對滯后，表達高峰多出現(xiàn)在藥劑處理24 h后。而在殘殺威誘導后，僅CYP4CD2出現(xiàn)顯著性上調(diào)，大多數(shù)基因無顯著性變化[5]。這說明P450在嗜蟲書虱的抗性形成中扮演重要角色，能夠參與有機磷與菊酯類藥劑的代謝，且2個P450(CYP4CD2與CYP6JN1)基因起到重要作用，但P450對氨基甲酸酯類藥劑的代謝作用較小。

3 書虱酯酶研究進展

羧酸酯酶是昆蟲體內(nèi)的重要解毒酶，其活力增強是昆蟲對有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑產(chǎn)生抗性的重要機制[9-10]。對嗜卷書虱和嗜蟲書虱羧酸酯酶活性及其動力學特性的比較研究發(fā)現(xiàn)，嗜蟲書虱羧酸酯酶活性顯著高于嗜卷書虱，暗示嗜蟲書虱的酯酶對外源化合物的降解作用大于嗜卷書虱。通過對酯酶同工酶電泳，從嗜卷書虱和嗜蟲書虱體內(nèi)分別檢測出8條和7條同工酶譜帶，同時前者的酶譜分布比后者廣。PAGE分析顯示，4種殺蟲劑離體條件下對2種書虱酯酶同工酶的抑制能力存在顯著差異，其中敵敵畏的抑制力最強[1]。該結(jié)果說明2種書虱酯酶的代謝能力存在差異，很可能是由于這種差異造成了2種書虱對藥劑敏感性的不同。

基于嗜卷書虱轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，共篩選出4個羧酸酯酶基因(CarE1、CarE2、CarE3、CarE4)(表1)，與其他昆蟲的10個酯酶基因進行多重序列比對發(fā)現(xiàn)，不同昆蟲CarEs之間存在保守性相對較高的區(qū)域。4條CarE基因編碼的氨基酸序列均含有CarE的保守基序。除CarE3外，其他3個CarEs存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)信號肽。對嗜卷書虱進行藥劑(涕滅威、高效氯氰菊酯、馬拉硫磷)誘導后發(fā)現(xiàn)，涕滅威能夠誘導CarE2與CarE3 2個基因的上調(diào)表達，且達到對照的2倍以上，但CarE1與CarE4均出現(xiàn)顯著性下調(diào)。馬拉硫磷誘導后，4個酯酶基因均出現(xiàn)下調(diào)，這與有機磷類對書虱觸殺毒力最強的結(jié)果相一致，可能是酯酶基因的表達量下降導致了書虱對有機磷殺蟲劑的較高敏感性。經(jīng)高效氯氰菊酯誘導后，4個酯酶基因則全部出現(xiàn)上調(diào)，暗示菊酯類農(nóng)藥毒殺作用較低，可能是由于酯酶基因的迅速上調(diào)表達而導致，說明酯酶在書虱代謝菊酯類農(nóng)藥具有一定的作用。

4 書虱谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶研究進展

采用Glutathione Sepharose 4B親和層析法純化了嗜卷書虱3個品系(SS，敏感品系；DDVP-R，敵敵畏抗性品系；PH3-R，磷化氫抗性品系)的GSTs，3個品系GSTs的純化倍數(shù)在62～91倍之間。利用微量滴度酶標板法分析純化后的GSTs的生化特性發(fā)現(xiàn)，與SS品系相比，DDVP-R和PH3-R品系的GSTs活性顯著提高。動力學比較發(fā)現(xiàn)，以GSH為底物時，兩抗性品系Km值較低，說明DDVP和PH3的脅迫造成GSTs對內(nèi)源性化合物GSH獲得了較高的親和能力；就Vmax而言，兩抗性品系的Vmax的值均高于敏感品系，證實其催化能力較強[11]。此外，殺蟲劑對嗜卷書虱3個品系GSTs的離體作用研究表明，丁硫克百威的抑制作用明顯，其中PH3-R品系對丁硫克百威的抑制作用敏感度低，抑制中濃度I50分別為SS和DDVP-R品系的3.9和4.7倍[12]。此外，利尿酸、姜黃素和四溴磺酚鈉對嗜卷書虱純化后的GSTs均有顯著的離體抑制作用。

基于嗜卷書虱轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫，共克隆獲得了18條嗜卷書虱GSTs cDNA全長序列(表1)，其中有10個GSTs基因?qū)儆贒elta家族，3個屬于Theta家族，2個屬于Sigma家族，1個屬于Omega家族，2個屬于microsomal家族，其堿基序列長度在459～774 bp之間，氨基酸序列長度在153～248 aa之間。解析14個GST基因在嗜卷書虱各發(fā)育階段的表達模式，可以明確各GSTs基因成員參與的生理功能。定量分析結(jié)果表明，大多數(shù)GSTs基因在1齡若蟲和成蟲階段mRNA表達水平最高，可能同嗜卷書虱此時大量取食以及接觸外源化合物的機會相對較多有關(guān)。

GSTs是一種重要的次級代謝酶，其中Delta和Epsilon是昆蟲特有的2個家族，并在昆蟲抗藥性的形成中起到重要作用。根據(jù)嗜蟲書虱轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，我們鑒定到嗜蟲書虱15個GST Delta家族基因，其數(shù)目遠遠大于人類體虱(Pediculushumanus)Delta家族的數(shù)目(4條)，Delta家族GSTs數(shù)量的差異很可能是導致書虱與人類體虱在抵抗外界脅迫能力上的重要原因之一。在嗜蟲書虱15個Delta GSTs中，共獲得6條Delta家族GST ORF的cDNA序列(表1)。核苷酸序列長度范圍為639～654 bp，編碼氨基酸序列長度范圍為213～218 aa。對嗜蟲書虱進行馬拉硫磷、殘殺威與高效溴氰菊酯3種殺蟲劑亞致死劑量誘導后發(fā)現(xiàn)，15個Delta GSTs對藥劑的響應有所不同。馬拉硫磷與殘殺威誘導后均有6個基因出現(xiàn)顯著性上調(diào)；高效溴氰菊酯誘導后僅4個基因出現(xiàn)顯著性上調(diào)。在藥劑誘導后，也可發(fā)現(xiàn)某些Delta GSTs出現(xiàn)顯著性下調(diào)，其中高效溴氰菊酯誘導后，有6個基因均出現(xiàn)下調(diào)，且這6個GSTs中有5個基因在藥劑刺激后連續(xù)36 h出現(xiàn)顯著性下調(diào)現(xiàn)象。基因的表達在一定程度上遵循能量守恒，通過降低一些次要基因的表達來滿足關(guān)鍵基因表達所需要的物質(zhì)和能量。另外，在對嗜蟲書虱不同地理種群的Delta GST表達量進行檢測時發(fā)現(xiàn)，對馬拉硫磷和殘殺威敏感性低的抗性種群中有9個GSTs基因表達量顯著高于其他種群，但抗性種群對菊酯類殺蟲劑的敏感性(LC50)與其他種群并不存在差異，這說明過量表達的Delta GST并未使得書虱對菊酯類殺蟲劑敏感性降低。這表明Delta家族GSTs可能參與了有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑的代謝，但在菊酯類農(nóng)藥的代謝中作用較小[13]。

5 書虱轉(zhuǎn)錄組學研究

昆蟲轉(zhuǎn)錄組學研究已經(jīng)成為昆蟲基因組研究領(lǐng)域中最活躍的領(lǐng)域之一?；诘诙咄繙y序技術(shù)，目前已建立了嗜卷書虱、嗜蟲書虱以及三色書虱轉(zhuǎn)錄組總庫，將Unigene提交至Nr、Swiss-Prot、KEGG、COG、GO數(shù)據(jù)庫進行BLASTX比對，并針對3種書虱抗藥性相關(guān)的三大解毒代謝酶基因分別進行鑒定。經(jīng)人工校正剔除不能正確翻譯、與非昆蟲高度同源以及序列長度較短的序列(< 800 bp)后，在嗜卷書虱、嗜蟲書虱和三色書虱中分別獲得49、68和94個P450s基因；剔除短序列(< 300 bp)后，在嗜卷書虱、嗜蟲書虱和三色書虱中分別獲得31、37和35個GSTs基因；剔除短序列(< 1 000 bp)后，在嗜卷書虱、嗜蟲書虱和三色書虱中分別獲得55、19和34個ESTs基因[14-15]。在昆蟲中，三大代謝酶基因的數(shù)目能夠在一定程度上反應昆蟲抗逆性與適應性的強弱。目前，發(fā)現(xiàn)P450s數(shù)目最少的為寄生性昆蟲人類體虱(Pediculushumanus，37條)，最多的為淡色庫蚊(Culexpipiens，180條)；發(fā)現(xiàn)GSTs數(shù)目最少的為西方蜜蜂(Apismellifera，10條)，最多的為黑腹果蠅(Drosophilamelanogaster，38條)；報道中ESTs數(shù)目最少的為西方蜜蜂(24條)，最多的為岡比亞按蚊(Anophelesgambiae, 51條)[16-18]。可見，3種書虱代謝酶基因的數(shù)目在已報道昆蟲代謝酶數(shù)目的范圍內(nèi)，而嗜卷書虱的酯酶家族基因的數(shù)目遠超過其他昆蟲。同時，可以發(fā)現(xiàn)代謝酶基因數(shù)目較少的體虱和蜜蜂均為對殺蟲劑等異源刺激較為敏感的昆蟲，而代謝酶基因數(shù)目較多的多為生存環(huán)境較惡劣，對環(huán)境適應性強的昆蟲。該發(fā)現(xiàn)可能意味著在嗜卷書虱中較多的酯酶基因在其抵抗外界脅迫，甚至抗性的發(fā)生發(fā)展中起到較為重要的作用。對抗藥性相關(guān)基因的挖掘和鑒定不僅為后續(xù)其功能的研究提供了基礎數(shù)據(jù)，也為書虱殺蟲劑新靶標的開發(fā)以及藥劑代謝分子機理的研究提供參考。

6 小結(jié)與展望

從生理生化、轉(zhuǎn)錄組學和分子生物學3個角度綜述了三大解毒代謝酶在書虱中的研究進展。三大代謝解毒酶在書虱的藥劑代謝甚至抗藥性的形成和發(fā)展中起到重要的作用。代謝解毒酶在抗性種群中具有較高的酶活性，且在轉(zhuǎn)錄水平具有更高的表達量。經(jīng)不同藥劑進行誘導后，書虱體內(nèi)大部分代謝酶基因出現(xiàn)上調(diào)表達，其中有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑對P450s、ESTs和GSTs基因的誘導作用較為明顯。菊酯類殺蟲劑誘導后，大部分P450和酯酶基因出現(xiàn)上調(diào)，但在嗜蟲書虱中，溴氰菊酯誘導后超過半數(shù)的GST Delta家族基因出現(xiàn)了顯著性下調(diào)。此外，增效劑試驗也發(fā)現(xiàn)PBO和TPP對有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑增效作用明顯，而DEM在書虱中對菊酯類殺蟲劑的增效作用不明顯。總之，P450s與酯酶參與了有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑的代謝，但GSTs較少的參與菊酯類殺蟲劑的代謝。

書虱隨著蟲體發(fā)育，代謝解毒酶基因在高齡若蟲和成蟲期出現(xiàn)顯著性高表達，且該類基因在雌蟲中的表達量遠遠高于雄蟲。三大代謝解毒酶基因在書虱卵期和低齡若蟲期的表達遠低于高齡若蟲和成蟲，且低齡若蟲對藥劑具有更高的敏感性，這意味著對書虱的防控可以重點著手于卵期和低齡若蟲期。目前書虱解毒代謝酶的研究仍比較落后，且已有的基因功能研究多停留在mRNA水平，后續(xù)研究應利用異源表達和RNAi技術(shù)，進一步明確不同代謝酶基因在書虱抗性形成中的貢獻大小、作用及功能。

[1]程偉霞, 王進軍, 王梓英, 等. 嗜卷書虱和嗜蟲書虱酯酶性質(zhì)的比較研究[J]. 農(nóng)藥學學報, 2002, 4: 61-66

Cheng W X, Wang J J, Wang Z Y, et al. Comparison of the activity of Carboxylesterase and Acetylcholinesterase inLiposcelisbostrychophilaandL.entomophila[J]. Chinese Journal of Pesticide Science, 2002, 4: 61-66

[2]Ahmedani M S, Shagufta N, Aslam M, et al. Psocid: A new risk for global food security and safety [J]. Applied Entomology and Zoology, 2010, 45: 89-100

[3]Nayak M K, Collins P J, Throne J E, et al. Biology and management of psocids infesting stored products [J]. Annual Review of Entomology, 2014, 59: 279-297

[4]周安韋. 嗜卷書虱羧酸酯酶生化毒理學特性及其mRNA表達水平研究[D]. 重慶: 西南大學, 2010

Zhou A W. biochemical and toxicological characteristics and mRNA expression of carboxylesterase fromLiposcelisbostrychophilaBadonnel [D]. Chongqing: Southwest University, 2010

[5]Li T, Liu Y, Wei D D, et al. Characterization and expression profiles of five possible cytochrome p450 genes fromLiposcelisentomophila(Enderlein) (psocoptera:Liposcelididae) [J]. Archives of Insect Biochemistry and Physiology, 2016, 92: 259-273

[6]Feng T, Yue Y, Hua R. The relationships among MFO, Glutathione S-Transferases, and Phoxim resistance inHelicoverpaarmigera[J]. Pesticide Biochemistry and Physiology, 2000, 68: 96-101

[7]蔣紅波. 嗜卷書虱P450基因的分子生物學特性及其異源表達研究[D]. 重慶: 西南大學, 2010

Jiang H B. Molecular characterizations and heterogous expression of P450 genes in the psocid,LiposcelisbostrychophilaBadonnel (psocoptera: Liposcelididae) [D]. Chongqing: Southwest University, 2010

[8]Jiang H B, Tang P A, Xu Y Q, et al. Molecular characterization of two novel deltamethrin-inducible P450 genes fromLiposcelisbostrychophilaBadonnel (Psocoptera:Liposcelididae) [J]. Archives of Insect Biochemistry and Physiology, 2010, 74: 17-37

[9]張文吉, 張友軍, 韓熹萊. 棉鈴蟲不同齡期幼蟲羧酸酯酶，谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶，乙酰膽堿酯酶研究[J]. 植物保護學報, 1996, 23: 157-162

Zhang W J, Zhang Y J, Han X L. studies on the carboxylesterase glutathione-s-transferase and Acetylcholinesterase in different ages ofHelicoverpaarmigeralarva [J]. ACYA Phytophycica Sinica, 1996, 23: 157-162

[10]韓啟發(fā), 莊佩君, 唐振華. 抗殺螟硫磷二化螟的抗性遺傳力研究[J]. 昆蟲學報, 1995, 38: 402-406

Han Q F, Zhuang P J, Tang Z H. Estimation of realized heritability of resistance to fenitrothion in the rice stem borerchilosuppessalis[J]. ACTA Entomologica Sinica, 1995, 38: 402-406

[11]Dou W, Wang J J, Zhao Z M. Toxicological and biochemical characterizations of GSTs inLiposcelisbostrychophilaBadonnel (Psocop., Liposcelididae) [J]. Journal of Applied Entomology, 2006, 130: 251-256

[12]Dou W, Wu S, Hassan M W, et al. Purification and biochemical characterization of glutathione S-transferases from three strains ofLiposcelisbostrychophilaBadonnel (Psocoptera: Liposcelididae): implication of insecticide resistance [J]. Pesticide Biochemistry and Physiology, 2009, 94:10-14

[13]Jing T X, Wu Y X, Li T, et al. Identification and expression profiles of fifteen delta-class glutathione S-transferase genes from a stored-product pest,Liposcelisentomophila(Enderlein) (Psocoptera: Liposcelididae) [J]. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology, 2017, 206: 35-41

[14]Dou W, Shen G M, Niu J Z, et al. Mining genes involved in insecticide resistance ofLiposcelisbostrychophilaBadonnel by transcriptome and expression profile analysis[J]. PLoS ONE, 2013, 8: e79878

[15]Wei D D, Chen E H, Ding T B, et al. De novo assembly, gene annotation, and marker discovery in stored-product pestLiposcelisentomophila(Enderlein) using transcriptome sequences [J]. PLoS ONE, 2013, 8: e80046

[16]Claudianos C, Ranson H, Johnson R M, et al. A deficit of detoxification enzymes: pesticide sensitivity and environmental response in the honeybee[J]. Insect Molecular Biology，2006, 15: 615-636

[17]Low W Y, Ng H L, Morton C J, et al. Molecular evolution of Glutathione S-Transferases in the genusDrosophila[J]. Genetics, 2007, 177: 1363-1375

[18]Feyereisen R, Arthropod C Y. Pomes illustrate the tempo and mode in P450 evolution [J]. Biochimica Et Biophysica Acta, 2011, 1814: 19-28.

Advances in Metabolic Resistance to Insecticides in Psocids (Psocoptera: Liposcelididae)

Jing Tianxing Lang Ning Dou Wei Wei Dandan Wang Jinjun

(Key Laboratory of Entomology and Pest Control Engineering; College of Plant Protection, Southwest University, Chongqing 400715)

The psocids, of the genusLiposcelisare kinds of worldwide stored-product insects. Outbreaks can lead to significant economic losses, especially to the unprocessed food grains and seeds. Recently, apparent insecticides resistances have been observed in psocids and numerous studies focusing on this resistance problem have been done and a series of papers about the mechanisms of resistance in psocids have been published. Resistant mechanisms mainly involve in metabolic resistance induced by increases in the metabolic capabilities of detoxificative enzymes, and target site resistance by decreases in target site sensitivity. This review mainly focused on mechanisms of metabolic resistance associated with the three major enzymes, Cytochrome P450 monooxygenases (P450s), Estrases (ESTs), and Gluthione-S-transferases (GSTs) in psocids. Based on the researches on biochemical and toxicological characterizations, transcriptomics, and molecular biology of P450s, ESTs and GSTs genes inLiposcelisspecies, this study could provide a foundation for developing psocids management strategies.

psocids, metabolic resistance, transcriptome, P450, ESTs, gluthione-S-transferases

S379.5

A

1003-0174(2017)10-0191-06

國家自然科學基金(31301667),重慶市基礎與前沿研究計劃(cstc2015jcyjA80009)

2017-04-30

景田興，男，1992年出生，博士，農(nóng)業(yè)昆蟲與害蟲防治

王進軍，男，1970年出生，教授，昆蟲分子生態(tài)與分子毒理學