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文章信息
- 陈冰冰, 韦凌娅, 孔庆鑫
- CHEN Bing-bing, WEI Ling-ya, KONG Qing-xin
- 杭州市家蝇乙酰胆碱酯酶活性调查
- Research on acetylcholinesterase activity of Musca domestica in Hangzhou city
- 中国媒介生物学及控制杂志, 2017, 28(4): 381-382
- Chin J Vector Biol & Control, 2017, 28(4): 381-382
- 10.11853/j.issn.1003.8280.2017.04.020
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文章历史
- 收稿日期: 2017-04-18
- 网络出版时间: 2017-06-12 16:25
蝇类是多种病媒生物疾病的潜在传播媒介,可机械性传播多种病原体,从而引起痢疾、伤寒等多种食源性疾病,是我国主要的卫生害虫。目前,我国灭蝇的主要方式为化学防治[1]。大量使用杀虫剂可导致蝇类的抗性增加,给灭蝇工作增加难度。因此,对蝇类进行抗性监测,从而科学指导灭蝇,是减缓蝇类产生抗性的重要手段。乙酰胆碱酯酶(AChE)是昆虫神经系统中的重要酶系,也是氨基甲酸酯类农药的主要作用靶标[2]。为了解杭州市家蝇(Musca domestica)现场种群对残杀威产生高抗的原因,通过对家蝇敏感品系与现场种群AChE水解活性及现场种群AChE对残杀威的残存活性进行测定,为研究其抗性机制提供线索。
1 材料与方法 1.1 试药与试剂95.56%残杀威由浙江省CDC提供;丙酮(分析纯,浙江杭州化学试剂厂生产);pH 7.5 PBS缓冲液(0.1 mol/L),GENMED Bradford蛋白质浓度定量试剂盒、GENMED组织乙酰胆碱酯酶活性比色法定量检测试剂盒(GENMED SCIENTIFICS INC. USA)。
1.2 试虫来源家蝇现场种群采集于杭州市某农贸市场附近,经鉴定后带回杭州市CDC昆虫饲养室,繁殖至第1~2代、羽化后4~5 d的雌性成蝇(体质量18~20 mg/只)供试;敏感品系由浙江省CDC病媒生物防制科提供。
1.3 仪器与设备微量移液器套装(法国Gilson);酶标仪(德国Thermo);高速冷冻离心机(德国Eppendorf);组织研磨器(德国QIAGEN);电子天平(精度为0.001 g)。
1.4 测定方法 1.4.1 抗药性生物测定采用点滴法[3]。
1.4.2 蛋白质含量测定将羽化第4天的成蝇置于-80 ℃冷冻2 h,取头部加入500 μl经4 ℃预冷的PBS缓冲液,加入3颗玻璃珠进行研磨,在振荡器中充分匀浆(振荡频率为30次/s,振荡1 min),匀浆液于4 ℃、13 300×g离心15 min,将上清液移入EP管中,冰浴保存备用。根据GENMED Bradford蛋白质浓度定量试剂盒说明书操作,绘制蛋白质浓度标准曲线,测定样品在波长595 nm处的吸光度,换算样品蛋白质含量。每个样品重复测定2次。
1.4.3 AChE水解活性测定根据GENMED组织乙酰胆碱酯酶活性比色法定量检测试剂盒说明书操作,测定样品在波长412 nm处反应15 min的吸光度,每个样品重复测定2次,计算样品AChE活性〔μmol/(mg·min)〕。
1.4.4 AChE残存活性测定AChE残存活性反应体系与AChE水解活性测定基本相同,仅在实验组体系内加入抑制剂残杀威,使其终浓度达0.000 5 mol/L,以PBS缓冲液为对照,在酶标仪中读取5 min。每个样品重复测定2次。残存活性计算公式:残存活性=vt / vc×100%,式中vt为药剂处理组平均反应初速度,vc为无药剂对照组平均反应初速度,vt与vc均可在酶标仪中直接读取。AChE残存活性>20%为不敏感,不敏感个体在种群中的比例达到20%即为抗性种群[4]。
1.5 统计学处理采用SPSS 20.0软件进行数据处理和统计。利用毒力回归方法计算半数致死量(LD50)及其95%CI,蛋白质含量以平均数±标准差(x±s)表示。采用t检验对家蝇现场种群与敏感品系的蛋白质含量和AChE水解活性进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 抗药性测定结果家蝇敏感品系LD50及其95%CI为0.155 0(0.139 5~0.172 2)μg/只,现场种群使用40%残杀威丙酮饱和溶液不能使试虫100%死亡,LD50>400 μg/只,抗性倍数>2 500倍。
2.2 蛋白质含量测定结果根据蛋白质定量标准曲线(y=13.390x-7.789,r2=0.994),每10 μl敏感品系和现场种群家蝇头部提取的蛋白量分别为(4.051±0.394)和(4.885±0.608)μg,差异有统计学意义(t=6.909,P<0.001)。
2.3 AChE水解活性测定结果家蝇敏感品系和现场种群的AChE水解活性分别为(0.291±0.114)和(0.360±0.104)μmol/(mg·min),差异有统计学意义(t=2.692,P=0.009)。
2.4 AChE残存活性家蝇现场种群个体的AChE残存活性最高为64.39%,最低为5.35%。对残杀威不敏感的个体(残存活性>20%)占种群总数的38.89%(图 1)。
3 讨论家蝇具有较好的环境适应能力,长期暴露于某种杀虫剂时,其种群抗性水平可迅速增加。有研究表明,用辛硫磷、DDVP、高效氯氰菊酯和溴氰菊酯等杀虫剂对家蝇自然种群进行选育后,家蝇不仅对选育使用的杀虫剂产生抗性,还对残杀威产生不同程度的交互抗性[5-8]。目前,杭州市家蝇外环境化学防治主要使用拟除虫菊酯类药物,使家蝇对该类药物长期处于高抗水平[9]。残杀威等氨基甲酸酯类农药在家蝇防治中的使用量并不高,但经监测发现,杭州市家蝇已普遍产生高抗性,可能因不规范使用灭蝇杀虫剂而产生交互抗性。
AChE是氨基甲酸酯类农药的主要作用靶标[2]。袁建忠等[10]发现AChE基因突变(V261L、G343A、F408Y和D422V等)可导致家蝇的AChE生化性质发生较大变化,从而影响其抗性表型。目前,已发现AChE基因突变可提高家蝇对乙酰胆碱的水解效率[2, 10]、降低杀虫剂的敏感性等[10-12]。本研究发现,杭州市家蝇现场种群的AChE平均水解活性明显高于敏感品系,而家蝇现场种群对残杀威已不敏感,提示杭州市现场家蝇种群的AChE的生化特性发生了较大变化,可能是导致其对残杀威产生高抗的主要原因,为其抗药性产生的分子机制研究提供了线索,但相关作用机制需进一步研究。
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