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昆虫对有机磷、有机氯、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等杀虫药剂抗性的分子机制主要与如下有关:一是由于代谢能力增强,减少杀虫药剂到达靶位点;二是由于靶位点突变,降低昆虫对农药的敏感性.代谢抗性机制主要涉及酯酶、谷胱甘肽转移酶或单加氧酶活性的增强.靶位点不敏感性主要发生在DDT和拟除虫菊酯的靶位点,para基因编码的para电控钠离子通道和有机磷、氨基甲酸酯靶位点,ace基因编码的乙酰胆碱转移酶(AChE).本研究论文分别研究了酯酶,电控钠离子通道,乙酰胆碱酯酶等农药抗性分子的生化和分子遗传性质,阐述蚊虫和家蝇的抗性机理,探讨抗性分子在农药降解和昆虫抗性治理中的应用.1.蚊虫羧酸酯酶基因的克隆、表达及其对农药的降解作用.酯酶B1,540个氨基酸,分子量60KDa,属B类酯酶.从抗性蚊虫(C.pipiens,TEM-R)中克隆了酯酶B1的cDNA编码序列,并构建了其表达载体pET-ESTB1.载体pET-ESTB1转化大肠杆菌BL21(DE3)后,在异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)的诱导下,酯酶B1在大肠杆菌内得到表达.优化诱导条件发现,较低的培养温度有利于可溶性蛋白的表达.经亲和层析纯化,从表达产物获得了条带单一的重组蛋白.2.击倒抗性(Knock down resistance)及kdr基因频率在家蝇野生种群中的检测.L1014F是击倒抗性(kdr)等位基因最常见的突变位点.14个家蝇种群对除虫菊酯/胡椒基丁醚(PYR/pbo)和苄呋菊酯/胡椒基丁醚(BRM/pbo)的LD<,50>抗性倍数分别为4到29和2至98.用等位基因特异性PCR(PASA)监测这14个家蝇种群L1014F kdr基因频率和基因型频率.在所有种群中,都发现L1014F kdr等位基因的存在,且kdr基因频率介于0.46至0.99之间.14个家蝇种群中,有11个种群kdr纯合子和杂合子的基因型频率符合Hardy-Weinberg平衡,有两个种群显现出高于预期的kdr杂合子频率.3.家蝇乙酰胆碱酯酶基因多态性与杀虫药剂的抗性.1994年以来,已在多种节肢动物中发现并报道了与有机磷和氨基甲酸酯类农药的不敏感性相关的乙酰胆碱酯酶基因多态性.在家蝇乙酰胆碱酯酶基因(ace2)中也已发现5个有义突变.对8种实验室家蝇品系的乙酰胆碱酯酶基因ace2进行基因分型,发现10个有义突变,I82M,V180L,T230M,G262A,G262V, F327Y, G365A,A583D,A586T,L597V.其中V180L,G262A,G262V, F327Y和G365A只出现在R1和R2表型抗性品系中,因此认为他们与抗性密切相关.G365A在R1表型家蝇中出现的频率最高,因此认为与R1表型相关.R2表型与V180L,G262A,G262V和F327Y多个突变相关.这些突变的相互作用产生了R2抗性.值得注意的是F327Y在R2的频率最高且总与G262A或G262V连锁出现.家蝇AChE突变位点的发现与家蝇抗性表型的相关性研究将为从理论上设计新型杀虫药剂和害虫的综合治理策略提供理论依据.