不同抗性选育方式下家蝇过氧化氢酶活性及抗性的变化-

1、文章编号:10034692(200603019404论著不同抗性选育方式下家蝇过氧化氢酶活性及抗性的变化徐欣1,霍新北2,付荣恕1【摘要】目的探讨敌敌畏和高效氯氰菊酯杀虫剂在不同抗性选育方式下对家蝇抗药性发展和过氧化氢酶活性变化的作用,为家蝇控制提供参考依据。方法分别在家蝇幼虫期和成虫期对其施用杀虫剂,测量不同世代家蝇的LD50,并计算抗性指数;测量不同世代家蝇过氧化氢酶(CA T的活性,分析其变化趋势。结果家蝇幼虫期施用杀虫剂的两个品系CA T活性变化较大,最高值(DR226、L R228分别达到37.1575和28.1407U/mg,与施药前比较差异有统计学意义(P<0.0025,P

2、<0.005,施用敌敌畏的两个品系CA T活性变化也较大,尤其是幼虫期施用敌敌畏的品系,出现了所有结果中的最低值(DR228为6.5662U/mg和最高值(DR226为37.1575U/mg,低于施药前水平的3个值(DR228为6.5662U/mg;DR128为11.0310U/mg;DR2210为12.4461U/mg均出现在施用敌敌畏的品系中。结论幼虫期施药对家蝇有更大的刺激作用;相对于高效氯氰菊酯,推测敌敌畏与CA T活性关系较大。【关键词】家蝇;过氧化氢酶;抗药性;敌敌畏;高效氯氰菊酯中图分类号:R384.2;S481+.4文献标识码:AE ffect of Dichlorvos

3、 and B eta2cypermethrin on C atalase Activity and Their R esistance Evolution in Musca domestica withDifferent Insecticide Application MethodsXU Xin3,HUO Xin2bei,FU Rong2shu.3S handong Norm al U niversity,Jinan 250014,ChinaCorresponding author:HUO Xin2bei,E2mail:sdvbc【Abstract】ObjectiveTo test the e

4、ffect of dichlorvos and beta2cypermethrin on catalase activity,and analyse their resistance evolution with different insecticide a pplication methods,and to provide evidence for M usca domestica control.MethodsApply insecticides to M.domestica at adulthood or larvae phase,LD50of different generation

5、 of M.domestica were tested,and the index of fastness was calculated,and test the CA T activities of M.domestica on different generations,analyse trends of change.R esultsMore change on activities of CA T happened on groups which touched insecticides at larvae phase and groups which were exposed dic

6、hlorvos.The high tops(DR226、L R228reach37.1575U/mg and28.1407U/mg,the difference have meanings on statistics(P<0.0025,P<0.005;the activities of CA T of groups which touch dichlorvos changes more,especially touch insecticides at larvae phase,the highest(DR226,37.1575U/mgand lowest point(DR228,6

7、.5662U/mgof the test appeared in this group,the three point(DR228, 6.5662U/mg;DR128,11.0310U/mg;DR2210,12.4461U/mgwhich lower than before all appeared in the group which touch dichlorvos.ConclusionThere are more effects on M.domestica when it met insecticides on larvae phase;compared with alpha2cype

8、rmethrin,we presume connections between activities of CA T and Dichlorvos are more.【K ey w ords】M usca domestica;Catalase;Resistance;Dichlorvos;Beta2cypermethrin随着化学药剂的广泛应用,家蝇(M uscadomestica抗药性已经成为众所关注的问题。自发现昆虫抗药性以来,各国学者已在家蝇抗药性形成的生化机制方面做了大量工作。据报道,家蝇抗药性所涉及的机制有药剂穿透作用降低、代谢及杀虫剂的作用位点敏感度降低等。代谢抗性是引起抗性的重要机

9、作者单位:1山东师范大学生命科学学院(济南250014;2山东省疾病预防控制中心作者简介:徐欣(1981,女,在读硕士研究生,主要从事病媒生物防制研究。通讯作者:霍新北,E2mail:sdvbc 制,其中多功能氧化酶起到了重要作用13。过氧化氢酶(Catalase,CA T是多功能氧化酶系统的重要组成部分,它广泛存在于动植物体内,是一种含铁的氧化酶,是所有需氧生物在长期进化过程中形成的过氧化防御系统的重要成分,普遍认为其在清除自由基和保护机体免受损伤方面具有重要作用4。1材料与方法1.1供试家蝇敏感家蝇由山东省疾病预防控制中心昆虫饲养室提供;DR1和DR2分别为在成虫期和幼虫期施用敌敌畏的品系

10、;L R1和L R2分别为在成虫期和幼虫期施用高效氯氰菊酯的品系。1.2供试药剂92%敌敌畏原油、98%高效氯氰菊酯原药、无水乙醇(99.7%,中国上海振兴化工一厂产品;丙酮(99.5%,山东省化工研究院产品;无水乙醚(99.7%、NaCl,莱阳经济技术开发区精细化工厂产品;考马斯亮蓝试剂盒、CA T活性测定试剂盒,南京建成产品。1.3抗药性选育方法1.3.1成虫期施药方法以敏感品系为亲本,在每一代家蝇羽化后第35天分别施用敌敌畏和高效氯氰菊酯,处理剂量在60%左右的试虫死亡率,采用药膜法5,24h后将存活个体置于清洁的饲养笼中继续饲养。1.3.2幼虫期施药方法以敏感品系为亲本,将每代家蝇所产

11、卵块分别挑入盛放拌有一定量敌敌畏和高效氯氰菊酯的饲料的饲养罐中,然后按正常方式饲养6。1.4CA T活性测定方法自抗性选育第2代起,隔代取羽化后第3天的雌蝇,用考马斯亮蓝试剂盒和CA T活性测定试剂盒测定CA T活性,直至第14代。1.5毒力测定方法对敏感品系及抗性选育的第2、410、1214代家蝇进行毒力测定。取羽化后第35天的雌蝇,采用点滴法,每个浓度处理50只,重复3次,24h后检查死亡率,计算LD50值及抗性系数(F=抗性品系LD50/敏感品系LD503。2结果与分析2.1雌家蝇羽化第3天CA T活性的变化在用敌敌畏和高效氯氰菊酯以不同的施药方式选育抗性的条件下,不同类别家蝇羽化后第3

12、天CA T活性的变化见图1。用SPSS统计软件进行方差分析和多重比较,无差异水平组如表1所示。经SPSS统计软件进行曲线拟合,各品系结果见表2。表1不同品系雌家蝇3日龄成虫CA T活性的无差异水平组组别n=0.05时无差异水平组123456789DR2285 6.5662DR128511.031011.0310DR2210512.446112.4461施药前512.8046L R224513.0515DR122513.1709L R222513.223413.2234DR2212513.242913.2429DR2214513.359513.3595L R122513.557613.5576D

13、R1212513.740913.740913.7409DR1214513.850013.850013.8500DR1210513.912013.912013.9120DR124514.583114.583114.583114.5831L R2214514.662814.662814.662814.6628L R1214514.912114.912114.912114.9121L R1212515.100415.100415.100415.100415.1004L R124515.134615.134615.134615.134615.1346L R2212515.162215.162215.1

14、62215.162215.1622DR222515.798715.798715.798715.798715.7987L R128516.117216.117216.117216.117216.1172L R1210516.206816.206816.206816.206816.2068DR224519.165319.165319.165319.165319.1653DR126519.575519.575519.575519.5755L R2210519.928819.928819.9288L R126520.953520.9535L R226524.130424.1304L R228528.1

15、407DR226537.1575 Sig.0.06000.20000.05300.06600.15400.06300.27100.7100 1.0000注:CAT活性单位:U/mg。各个品系不同世代的CAT活性通过SPSS统计软件进行多重比较分析,在=0.05水平上各差异不显著组分类列表;品系名称后的数字表示世代数,19指每个无差异组,同一组中各个品系差异无统计学意义(P>0.05。品系拟合曲线模型R2值s x F值P值DR1-L R1Y=-0.338x2+3.286x+9.4190.1677 3.8175 3.7270<0.05 DR2Y=0.393x3-5.903x2+24.9

16、34x-8.9630.23488.8684 3.6824<0.05L R2Y=-0.144x3+1.107x2+0.650x+9.7410.4129 5.28908.4396<0. 01DR1.成虫期施用敌敌畏的品系;L R1.成虫期施用高效氯氰菊酯的品系;DR2.幼虫期施用敌敌畏的品系;L R2.幼虫期施用高效氯氰菊酯的品系图1不同品系雌家蝇3日龄成虫CA T活性的变化由表1可见,不同组中的各品系之间存在差异。CA T活性在前68代逐渐升高,随后逐渐降低,4种品系第14代CA T的活性均略高于施药前,但差异无统计学意义(P>0.05,且4种品系的第12代和第14代之间CA

17、T活性差异均无统计学意义(P>0.05。除DR1与L R1最高值之间没有显著差异外,4个品系的最高值两两之间差异均有统计学意义(P< 0.05。幼虫期施药的两个品系(DR2、L R2CA T活性最高值高于成虫期施药的两个品系的最高值,且与施药前相比差异均有统计学意义(t DR2=4.026,P< 0.0025;t L R2=3.456,P<0.005。2.2雌家蝇3日龄成虫抗药性的变化家蝇在用不同杀虫剂以不同施药方式选育抗性的情况下,3日龄成虫雌蝇抗药性的变化见图2。经SPSS统计软件对不同品系家蝇的抗性系数进行曲线拟合,结果见表3。由图2可见,在选育数代后,家蝇抗药性

18、较敏感品系明显升高,其中前4代抗性变化均不明显,之后增长趋势大概相同。幼虫期施药的品系抗性系数分别高于成虫期施用同种杀虫剂的品系。这表明在14代之前幼虫期施药使家蝇更易产生抗药性。在第1214代期间,4种品系抗性升高的速率都有所增加,其中施用敌敌畏的两个品系抗性增加较快,DR1的增加速率高于DR2。在CA T活性开始下降时(第6代左右家蝇抗性持续升高,表明在家蝇的抗氧化防御体系中,有其他酶在起作用 7。DR1.成虫期施用敌敌畏的品系;L R1.成虫期施用高效氯氰菊酯的品系;DR2.幼虫期施用敌敌畏的品系;L R2.幼虫期施用高效氯氰菊酯的品系图2不同品系雌家蝇3日龄成虫抗性的变化3讨论在生物体

19、内,CA T、POD和超氧化物歧化酶(SOD形成了一个清除自由基的级联反应体系4。幼虫期施药品系CA T反应较灵敏可能与幼虫期生理代谢旺盛,反应体系较活跃有关8。当家蝇受到强烈刺激后,体内会发生一系列的非特异性防御反应,动员机体的代偿适应功能来抵抗和适应各种刺激,活性氧自由基的大量产生便是应急反应的主要形式之一9。由于幼虫期生理代谢旺盛,CA T较活跃,在这时施用杀虫剂可能较成虫期施用更大程度地影响到家蝇,使体内产生更多的活性氧,从而更大程度地刺激CA T,使幼虫期施药的品系CA T活性变化幅度较大。品系拟合曲线模型R2值s x F值P值DR1Y=0.011x3-0.155x2+1.818x-

20、1.5850.96460.9855507.8528<0.01 L R1Y=-0.003x3+0.074x2+0.616x-0.1960.96700.7275546.1362<0.01 DR2Y=0.068x2+0.846x-0.6240.97600.97741143.6537<0.01 L R2Y=-0.008x3+0.167x2+0.382x-0.0240.98350.61371112.633<0.01CA T活性峰值的出现应该是家蝇体内的非特异性防御反应9,而随后酶活性的降低可能是因为CA T 活性和杀虫剂存在剂量效应关系,逐代的接触杀虫剂使体内CA T因中毒而受到

21、抑制。最后的两代CA T酶活性徘徊在同一个水平,略高于施药前但差异没有统计学意义,可能是由于抑制而使酶的敏感性降低。DR2品系在第8代出现了一个较低值,而且所有品系中最高值和最低值都出现在幼虫期施用敌敌畏的品系中,推测可能是由于幼虫期施用杀虫剂的作用效果较大,从而导致其对CA T较强的抑制。仅有的两个低于施药前的值都出现在施用敌敌畏的品系中,推测敌敌畏与CA T活性的相关性更大一些。而由于CA T在抗氧化防御体系中作用重要,推测继续选育下去,CA T 活性应该有所提高,以降低杀虫剂对昆虫机体的影响9。不同品系的CA T活性在家蝇机体受杀虫剂刺激的条件下出现的不同反应可能与氧化胁迫的阈值不同有关

22、。杀虫剂对生物的亚致死伤害很可能是通过激发活性氧的产生,造成氧化胁迫来产生的。这种氧化胁迫应该有个阈值,当胁迫程度低于这个阈值时,酶活性升高,机体消除活性氧的能力增强;当胁迫严重,超过该阈值时,酶活性就可能因为中毒而受到抑制。马志卿等10研究表明,家蝇CA T活性在接触杀虫剂后的兴奋期受到抑制,在复苏期高于对照,而在痉挛期和麻痹期与对照无差异。表明CA T在家蝇体内的变化较为复杂,可能是由于家蝇在刚接触杀虫剂时体内产生大量的活性氧达到并超过了阈值从而抑制了CA T,在复苏过程中活性氧含量下降,回到阈值以内,CA T活性就逐步回升。在选育家蝇的前68代,由于应激反应家蝇体内CA T活性升高,之后有所降低,推测是由于杀虫剂对机体的影响逐代积累,达到了CA T受抑制的阈值,使CA T活性受到抑制11,但同时,由于逐代的抗性培养,家蝇机体需要较高的CA T活性来清除体内的活性氧以降低杀虫剂对机体的损害,多种因素的共同作用下,CA T活性只有两个品系的值下降到施药前的水平。DR2品系在CA T活性峰值之后出现的一个相对较低的值可能就是由于杀虫剂对酶的较强抑制产生的。CA T活性下降到施药前水平的两个品系均为施加敌敌畏的品系,推测敌敌畏相对于高效氯氰菊酯对CA T有更强一些的影响。敌敌畏和高效氯氰菊酯选育抗性的过程中,家蝇CA T活性没有明显的持续升高,其与抗性增