浅析昆虫酯酶与抗药性的关系

浅析昆虫（螨）酯酶与抗药性的关系

王祥尊

（西南大学植物保护学院农药学，重庆）

摘要：随着化学农药广泛应用，害虫对农药的抗性不断增强。目前，昆虫（螨）抗性机制研究已成为一项重要的课题。现代分子生物学技术的运用使有关抗性机制的研究呈现多层次 多方位的研究特点。本文概述了近年来几种与昆虫抗药性机制相关酯酶的研究进展，以期为昆虫的抗性研究提供参考。

关键词：昆虫；酯酶；抗药性；关系

Analysis the Relationship of Insect (Mite) Esterases and Pesticide Resisitance

Wang XiangZun, (Department of Pesticide, College of Plant Protect, Southwest University, China) Abstract: With the extensive application of chemical pesticides, Pest resistance to pesticides more and more seriously. Currently, the insects (mites) resistance mechanism has become an important issue. The use of modern molecular biology techniques to study the resistance mechanisms present multi-level multi-aspect characteristics. This paper reviews several recent research of insect resistance mechanisms associated with the esterase, providing a reference to study insect resistance.

Key words: insect; resisitance; esterase; relationship

世界卫生组织（WHO）1957年对昆虫抗药性下的定义是：“昆虫具有忍受杀死正常种群大多数个体的药量的能力在其种群中发展起来的现象”。自1908年Melander首次发现美国的梨园蚧（Diaspidivtus pernicivsus）对石硫合剂产生抗性以来，害虫抗药性的研究已有近100年的历史。

昆虫抗性研究从最初的行为、生理到代谢再到作用靶标，实现了跨越式发展。近年来，昆虫抗性机制的研究主要集中于抗性基因的表达和调控。大多数研究认为，昆虫的抗药性机制主要包括药剂穿透率下降、昆虫体内解毒酶活力增强即代谢抗性与靶标敏感性降低等。其中解毒酶主要包括细胞色素P450介导的多功能氧化酶、谷胱甘肽转移酶(GST)、水解酯酶等；3个主要作用靶标分别为乙酰胆碱酯酶（AChE）、神经轴突钠离子通道（SC）和γ-氨基丁酸（GABA）受体-氯离子通道复合体。而随着昆虫基因组全序列的测序完成以及基因组研究技术的开发运用，大大地促进了抗性基因的鉴别，使昆虫的抗性机制研究在代谢机制和作用靶标这两方面取得了重大突破。

1 昆虫酯酶的命名与分类

目前酯酶的分类比较混乱。有时所用的术语仅描述某些反应，如“磷酸酯酶”水解P-O-C键，“酰胺酶”水解酰胺键，“羧酸酯酶”水解羧酯键。在早期的文献中，Augustinsson（1961）基于水解的底物把酯酶分成三类: 1）脂族酯酶（水解脂族酯底物）；2）芳族酯酶（水解芳族酯底物）；3）胆碱酯酶（水解胆碱酯）。事实上这种分类方法对脂族酯酶和芳族酯酶很难清楚区分。在该分类方法中最常用的一个标准是非变性电泳中的不同迁移率，例如桃蚜的酯酶 El-E7（Devonshire, 1975）和果蝇的酯酶 Est2 和 Est5（Zouros et al., 1982）。Aldridge（1953）则根据酯酶与有机磷的相互作用把酯酶分为三类: 1）A-酯酶，这类酶能耐受有机磷，并把它们作为底物进行水解；2）B-酯酶，这类酶对对氧磷等有机磷很敏感，能被这些有机磷抑制；3）C-酯酶，既不被有机磷抑制，又不能水解这些有机磷。按照国际生化联合会的分类：羧酸酯酶（=脂族酯酶=B酯酶），分类名为羧酸酯水解酶；芳族酯酶（=A酯酶=对氧磷酶），分类名为芳族酯水解酶。但实际上羧酸酯酶也能分解芳族酯类，芳族酯酶也能分解脂族酯类，因此这种分类方法也未必合理。由于许多A-酯酶能通过活性位点上乙酰化的半胱氨酸水解有机磷，因此这些酶被通称为磷酸酯酶（Reiner, 1993；Walker, 1993）。羧酸酯酶主要指B-酯酶，这些酶具有一个丝氨酸活性位点，因此B-酯酶和丝氨酸水解酶是同义的。

2 昆虫酯酶与抗药性的研究

酯酶是指能够水解羧酸酯键和磷酸酯键的酶的通称，属于丝氨酸水解酶家族，是代谢多种杀虫剂的一大类酶，其作用在于优先水解水溶性短链酯类的酯键。在国外对酯酶基因的克隆研究很活跃，已有几种微生物和抗性昆虫酯酶基因得到克隆和表达，并证明有的酯酶参与半纤维素的降解（Dalrymple et al., 1996），有的参与芳香烃类化合物的降解代谢（Nordlund and Shingler, 1990），有的在有机合成中发挥重要作用（Nishizawa et al., 1993）。而国内这方面的研究起步较晚，但目前发展速度较快。

2.1 昆虫磷酸酯酶与抗药性的关系

磷酸酯酶也称为A-酯酶，包括碱性磷酸酯酶（Alkaline phosphatase，EC 3.1.3.1，简称ALP）和酸性磷酸酯酶（Acid phosphatase, EC 3.1.3.2, 简称ACP），是昆虫体内重要的解毒酶系，在对外源化合物特别是有机磷化合物的解毒代谢和昆虫对杀虫剂的抗性机制中起着重要的作用（张文吉等，1996； 陈巧云等，1980）。唐振华等（1991）研究酸性磷酸酯酶在抗敌百虫和敏感品系淡色库蚊（Culex pipiens pallens）不同发育期中的变化，发现两个品系幼虫发育期的酸性磷酸酯酶水平均较低，而在变态期的酸性磷酸酯酶活性突然上升为最高，而不同品系间无明显差异，表明酸性磷酸酯酶可能参与蚊虫的发育和分化。颜增光等（2003）研究光活性毒素α-三噻吩对棉铃虫（Helicoverpa armigera）和亚洲玉米螟（Ostrinia furnacalis）

酸性磷酸酯酶和碱性磷酸酯酶等水解酶离体活性的影响，表明高浓度 …… 此处隐藏：14244字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……