中国媒介生物学及控制杂志  2017, Vol. 28 Issue (4): 381-382

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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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收稿日期: 2017-04-18
网络出版时间: 2017-06-12 16:25
杭州市家蝇乙酰胆碱酯酶活性调查
陈冰冰, 韦凌娅, 孔庆鑫     
杭州市疾病预防控制中心消毒监测与病媒生物防制所, 杭州 310000
摘要: 目的 了解杭州市家蝇乙酰胆碱酯酶(AChE)活性,分析其与残杀威高抗的相关性。方法 采用点滴法测定家蝇对残杀威的抗药性表型,利用比色法测定家蝇现场种群与敏感品系的AChE水解活性及家蝇现场种群的残存活性。结果 家蝇现场种群的半数致死量(LD50)> 400 μg/只,抗性倍数> 2 500倍;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);现场种群对残杀威的不敏感个体在种群中的比例为38.89%。结论 杭州市家蝇现场种群AChE的生化特性较敏感品系发生了较大改变,AChE水解活性升高,对残杀威的敏感度降低,提示其可能是导致杭州市家蝇现场种群对残杀威产生高抗的主要原因。
关键词: 家蝇     乙酰胆碱酯酶     残杀威     残存活性    
Research on acetylcholinesterase activity of Musca domestica in Hangzhou city
CHEN Bing-bing, WEI Ling-ya, KONG Qing-xin     
Hangzhou Center for Disease Control and Prevention, Hangzhou 310000, Zhejiang Province, China
Supported by the Special Subject of Medical and Health Research (No. 20140733Q02)
Corresponding author: KONG Qing⁃xin, E-mail:kqx79@sina.com
Abstract: Objective To measure the acetylcholinesterase (AChE) activity of Musca domestica in Hangzhou city, finding its correlation with the high resistance to propoxur. Methods Determiningpropoxur resistance level of M. domestica with topical application method, using colorimetric method to calculate the hydrolysis activity of susceptible strains and field strains, analyzing the residual activity of field strains. Results The LD50 of field strains was higher than 400 μg, and the resistance coefficient was higher than 2 500. The AChE hydrolysis activity of susceptible strains and field strains were (0.291±0.114) and (0.360±0.104) μmol/(mg·min), respectively (t=2.692, P=0.009). The field strains in the proportion of 38.89% were insusceptible to propoxur. Conclusion The biochemical properties of AChE in Hangzhou city field strains were greatly changed as compared with the susceptible strains, the AChE hydrolysis activity increased and its susceptibility to propoxur declined, suggesting those may be the main causes of the high propoxurresistance of M. domestica in Hangzhou city.
Key words: Musca domestica     Acetylcholinesterase     Propoxur     Residual activity    

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,vtvc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)。

图 1 杭州市家蝇现场种群的残存活性分布
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。

参考文献
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