昆蟲(chóng)抗藥性的分子機(jī)制研究進(jìn)展

祁欣

摘 要 作為一項(xiàng)全球性的重要課題，昆蟲(chóng)的抗藥性研究在新型農(nóng)藥的研制、昆蟲(chóng)的治理、監(jiān)測(cè)等各個(gè)方面都具有十分重要的作用和意義。在毒理學(xué)、遺傳學(xué)以及分子生物學(xué)等各種交叉學(xué)科不斷發(fā)展的今天，尤其是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷提升有力地推動(dòng)了昆蟲(chóng)抗藥性分子機(jī)制研究的發(fā)展?；诖?，對(duì)昆蟲(chóng)抗藥性的分子機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行簡(jiǎn)單探討。

關(guān)鍵詞 昆蟲(chóng)；抗藥性；分子機(jī)制

中圖分類(lèi)號(hào)：S433 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）18--02

昆蟲(chóng)抗藥性，是指昆蟲(chóng)對(duì)可以殺死大部分正常種群個(gè)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(chóng)的抗藥性是在不利的環(huán)境條件下，昆蟲(chóng)為求得生存的進(jìn)化現(xiàn)象。由于殺蟲(chóng)劑長(zhǎng)期以來(lái)的選擇作用，導(dǎo)致非常多昆蟲(chóng)面對(duì)殺蟲(chóng)劑出現(xiàn)了不同程度的抗藥性。不斷升高的昆蟲(chóng)抗藥性除了使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本得增加之外。同時(shí)，嚴(yán)重影響了環(huán)境和大眾的健康。在毒理學(xué)、遺傳學(xué)以及分子生物學(xué)等各種交叉學(xué)科不斷發(fā)展的今天，昆蟲(chóng)抗藥性分子機(jī)制研究也得到了較快的發(fā)展。

1 昆蟲(chóng)抗藥性機(jī)理分析

以抗性機(jī)理為根據(jù)能夠?qū)⒗ハx(chóng)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(jī)理為根據(jù)能夠?qū)⒗ハx(chóng)抗藥性劃分為靶標(biāo)抗性以及代謝抗性。以分子毒理學(xué)為根據(jù)可以將其抗性機(jī)理劃分為損傷點(diǎn)的修復(fù)、靶蛋白的過(guò)量生成、敏感性的轉(zhuǎn)化、對(duì)殺蟲(chóng)劑和靶蛋白或酶的轉(zhuǎn)變等。立足于基因水平進(jìn)行分析，主要是由于基因結(jié)構(gòu)的改變、基因表達(dá)的改變、基因擴(kuò)增以及基因水平分析等導(dǎo)致昆蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性[1]。

2 昆蟲(chóng)抗藥性的分子基礎(chǔ)分析

2.1 靶標(biāo)抗性的分子生物學(xué)機(jī)制分析

2.1.1 神經(jīng)軸突鈉離子通道

作為一個(gè)大型膜載蛋白，Na+通道也是擬除蟲(chóng)菊酯和DDT的主要靶部位，由于其降低的敏感性就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)抗性。一般來(lái)說(shuō)，會(huì)將這種類(lèi)型的抗性稱(chēng)為擊倒抗性，導(dǎo)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?，F(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(diǎn)具有緊密聯(lián)鎖或者一直的特點(diǎn)。現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)就是對(duì)抗性昆蟲(chóng)體內(nèi)Na+通道基因的全序列進(jìn)行克隆，從而將抗性相關(guān)的突變位點(diǎn)確定下來(lái)以及研究基因表達(dá)調(diào)控。

2.1.2 乙酰膽堿酯酶

在生物神經(jīng)傳導(dǎo)中乙酰膽堿脂酶屬于一個(gè)關(guān)鍵酶，其能夠?qū)ι窠?jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿進(jìn)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(chóng)中屬于氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑瓶和有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑的靶標(biāo)，導(dǎo)致昆蟲(chóng)產(chǎn)生靶標(biāo)抗性的機(jī)制就是因?yàn)榫幋a靶標(biāo)的基因擴(kuò)增和突變而導(dǎo)致的。如果有突變的情況出現(xiàn)在昆蟲(chóng)的乙酰膽堿脂酶基因中，就會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化，從而削弱靶標(biāo)對(duì)殺蟲(chóng)劑的敏感性，最終導(dǎo)致抗藥性的產(chǎn)生[2]。

2.1.3 GABA一氯離子通道復(fù)合體

在昆蟲(chóng)的體內(nèi)GABA屬于一種非常關(guān)鍵的抑制性神經(jīng)傳遞物質(zhì)，如果阻斷GABA就會(huì)使神經(jīng)遞質(zhì)的正常傳遞被阻斷，所以其是殺蟲(chóng)劑重要靶標(biāo)之一。大量研究表明，GABA一氯離子通道復(fù)合體是二環(huán)苯甲酸酯類(lèi)、二環(huán)磷酯類(lèi)、環(huán)戊二烯類(lèi)等各種殺蟲(chóng)劑的作用靶標(biāo)。導(dǎo)致與GABA一氯離子通道復(fù)合體通道相關(guān)的抗性產(chǎn)生的主要是因?yàn)闅⑾x(chóng)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(yùn)產(chǎn)生抑制作用。出現(xiàn)了對(duì)殺蟲(chóng)劑作用不敏感的新靶標(biāo)是導(dǎo)致產(chǎn)生靶標(biāo)抗性的生化基礎(chǔ)，抗性昆蟲(chóng)靶標(biāo)的結(jié)構(gòu)基因出現(xiàn)多點(diǎn)受體突變或者單點(diǎn)受體突變則是其分子基礎(chǔ)。

2.2 代謝抗性的分子生物學(xué)機(jī)制分析

2.2.1 非專(zhuān)一性酯酶

一般很多殺蟲(chóng)劑都具有酯鍵，在昆蟲(chóng)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(guò)親核加成反應(yīng)之后形成的一種酶就是谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶，在昆蟲(chóng)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(chóng)菊酯抗性、有機(jī)氯抗性、有機(jī)磷抗性的昆蟲(chóng)體內(nèi)的谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶具有明顯升高的表達(dá)水平[4]。

2.2.3 細(xì)胞色素P450氧化酶系

昆蟲(chóng)體內(nèi)主要解毒酶系就是P450，在昆蟲(chóng)對(duì)寄生植物的適應(yīng)性、蛻皮激素的代謝、保幼激素、對(duì)殺蟲(chóng)劑選擇毒性和抗藥性、殺蟲(chóng)劑代謝中細(xì)胞色素P450氧化酶系發(fā)揮了十分重要的作用[5]。在對(duì)擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑解毒的時(shí)候，與其他解毒酶比起來(lái)，細(xì)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(gè)基因超家族，細(xì)胞色素P450氧化酶系由多個(gè)基因家族共同組成，而又由若干個(gè)基因亞家族共同組成其中的每個(gè)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(guān)系，其中在研究CYP6A2、CYP6A1、CYP6D1等方面比較深入。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)昆蟲(chóng)抗藥性機(jī)理進(jìn)行分析，對(duì)昆蟲(chóng)抗藥性的分子基礎(chǔ)進(jìn)行分析，綜上所述，在指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、研制新型殺蟲(chóng)劑、病蟲(chóng)害的防治等各項(xiàng)工作中，昆蟲(chóng)抗性機(jī)制的研究具有十分重要的作用，因此，應(yīng)該提高對(duì)昆蟲(chóng)抗性機(jī)制的研究重視度，以此保障上述工作能夠順利的開(kāi)展。昆蟲(chóng)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(lèi)，所以，研究昆蟲(chóng)抗性機(jī)制具有非常浩大和復(fù)雜的特點(diǎn)，需要工作者不畏困難，迎難而上，加大對(duì)其研究的力度。雖然現(xiàn)在有很多機(jī)制并沒(méi)有被人們了解，但隨著廣大的科研工作者對(duì)抗藥性機(jī)理不斷的探索，并且對(duì)昆蟲(chóng)抗藥性和其生理功能之間的關(guān)系進(jìn)行闡明，最終能夠?qū)⑿碌目剐灾卫聿呗蕴峁┏鰜?lái)，使昆蟲(chóng)抗藥性分子機(jī)制研究能夠順利的實(shí)施，更好地造福人類(lèi)。

參考文獻(xiàn)

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[5]程鵬，曹銀光，公茂慶.細(xì)胞色素P450介導(dǎo)的昆蟲(chóng)抗藥性研究進(jìn)展[J].中國(guó)病原生物學(xué)雜志，2009（1）.

（責(zé)任編輯：劉昀）