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阿维菌素对瓜实蝇3种解毒酶系的影响.pdf

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资源描述

1、7期1893阿维菌素对瓜实蝇3种解毒酶系的影响姜建军1,2,王凤英2,陈黔2,黄立飞2,曹雪梅2,杨朗2*(1广西农业职业技术大学,广西南宁530007;2广西农业科学院植物保护研究所/农业农村部华南果蔬绿色防控重点实验室/广西作物病虫害生物学重点实验室,广西南宁530007)摘要:【目的】探讨阿维菌素对瓜实蝇 Bactrocera cucurbitae(Coquillett)解毒酶系的影响,明确瓜实蝇阿维菌素抗性与解毒酶的关系,为瓜实蝇抗药性综合治理和科学用药提供理论基础。【方法】采用饲毒法测定阿维菌素对瓜实蝇成虫敏感品系(SS)和抗阿维菌素品系(RS)的亚致死浓度(LC25)及致死中浓度(

2、LC50);利用微孔板法测定SS品系和RS品系经阿维菌素LC25、LC50剂量处理12、24、48和72 h后其体内谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase,GSTs)、羧酸酯酶(Carboxylesterase,CarE)活性,采用ELISA试剂盒法测定细胞色素P450单加氧化酶(CytochromeP450 monooxygenases,P450s)含量;测定比较SS品系和RS品系GSTs、CarE米氏常数(Km)及最大反应速率(Vmax)的变化及增效剂顺丁烯二酸二乙酯(DEM)、磷酸三苯酯(TPP)和增效醚(PBO)对阿维菌素的增效作用。【结果】与SS品系相

3、比,RS品系体内GSTs和CarE活性均显著上升(P0.05,下同),分别为SS品系的2.92和1.46倍,P450s含量则显著下降,为SS品系的68.0%。SS品系在LC25剂量的阿维菌素处理后12、48 h及LC50处理后12、24、48 h和RS品系在LC25剂量处理后12 h、LC50处理后72 h,其体内GSTs活性均被诱导显著增强;LC25剂量处理后24 h,SS品系体内CarE活性被诱导显著增强,RS品系中LC25处理后72 h和LC50处理后各时间段CarE活性表现为被显著抑制;LC50处理后12 h,P450s含量在SS品系中表现为显著降低,而在72 h则显著升高。与SS品系

4、相比,RS品系GSTs的Km显著降低,Vmax显著升高,CarE的Km和Vmax变化不明显;增效剂DEM、TPP和PBO在SS品系中的增效比分别为1.03、1.04和2.08,在RS品系中的增效比分别为3.45、2.52和2.26,相对增效系数分别为0.71、0.60和0.54。【结论】GSTs和CarE解毒酶参与了瓜实蝇对阿维菌素的抗性形成,其中GSTs活性发生了量变和质变,其对底物亲和力增加和代谢速度增快,在瓜实蝇对阿维菌素抗性形成中起到主导作用。关键词:瓜实蝇;阿维菌素;解毒酶;抗药性中图分类号:S433文献标志码:A文章编号:2095-1191(2023)07-1893-10收稿日期:

5、2023-02-07基金项目:国家自然科学地区基金项目(31960564);广西科技重大专项(桂科AA20108002);广西农业科学院科技发展基金项目(桂农科2021JM72,桂农科2021YT068)通讯作者:杨朗(1976-),https:/orcid.org/0009-0009-7274-9663,博士,研究员,主要从事农业昆虫与害虫防治研究工作,E-mail:第一作者:姜建军(1980-),https:/orcid.org/0000-0003-1836-6900,博士,副研究员,主要从事果蔬害虫抗药性监测与抗性机制研究工作,E-mail:南方农业学报Journal of Southe

6、rn Agriculture2023,54(7):1893-1902ISSN 2095-1191;CODEN NNXAABhttp:/DOI:10.3969/j.issn.2095-1191.2023.07.001优秀青年学者论坛姜建军(1980-),博士,副研究员,主要从事果蔬害虫抗药性监测与抗性机制研究工作。主持国家自然科学基金项目“GSTs介导的瓜实蝇对阿维菌素代谢抗性分子机制”及广西自然科学基金项目“瓜实蝇对阿维菌素抗药性机制研究”和“广西区褐飞虱体内共生菌Wolbachia的感染调查研究”,作为主要成员参与完成国家自然科学基金项目2项、广西科技重大专项1项、广西创新驱动发展专项2项、

7、广西自然科学基金项目3项及地市级项目10余项。获广西科学技术进步奖二等奖和广西农牧渔业丰收奖二等奖各1项,在 Applied Entomology and Zoology Insects ChemicalEngineering Journal 南方农业学报 应用昆虫学报 植物保护学报等国内外专业刊物上发表论文20余篇,获授权国家发明专利6项。54卷南 方 农 业 学 报 18940引言【研究意义】瓜实蝇 Bactrocera cucurbitae(Co-quillett)隶属于双翅目实蝇科,原产于印度,广泛分布于热带、亚热带地区,是一种世界性入侵的瓜果类作物害虫(Dhillon et al.,

8、2005),在我国主要分布于广西、四川、云南、贵州、福建、海南和台湾等省(区),为害寄主包括苦瓜、甜瓜、瓠瓜和西葫芦等39科80多种植物(Mcquate et al.,2017;姜建军等,2019)。该虫主要以幼虫在寄主组织内取食为害,造成瓜果腐烂、畸形、落果和黄化变硬等,常年为害率可达30%100%(Praveen et al.,2012),给农业生产造成重大经济损失。由于瓜实蝇具有入侵性、杂食性和高破坏性等特点,已被列为果实蝇类重要害虫之一(Vargaset al.,2015;Wei et al.,2020)。目前,瓜实蝇的防治以化学农药为主,杀虫剂的频繁施用,致使害虫产生了抗药性。田间监

9、测表明,瓜实蝇已对阿维菌素、多杀菌素、DDT、马拉硫磷、倍硫磷、敌百虫和高效氯氰菊酯等农药产生了不同程度的抗药性(Hsu andFeng,2002;Vontas et al.,2011;Hsu et al.,2012;谷世伟等,2015)。一旦害虫产生抗药性,杀虫剂常规剂量防效会降低甚至无效,为了达到防效将加大剂量施用,后果是导致害虫抗药性水平越来越高(敖国富等,2019),进而加剧环境污染和增加农药残留,影响人们的食品安全。因此,害虫抗药性治理已成为当前亟待解决的实际问题,而开展害虫抗药机制研究是抗药性治理的前提之一。解毒酶介导的代谢抗性是昆虫形成抗药性的重要机制之一,探明杀虫剂对瓜实蝇体内

10、解毒酶的影响,对了解其抗药性代谢机制和科学防治瓜实蝇具有重要意义。【前人研究进Effects of abamectin on the three detoxification enzyme systemsin Bactrocera cucurbitae(Coquillett)JIANG Jian-jun1,2,WANG Feng-ying2,CHEN Qian2,HUANG Li-fei2,CAO Xue-mei2,YANG Lang2*(1Guangxi Vocational University ofAgriculture,Nanning,Guangxi 530007,China;2Pla

11、nt Protection Research Institute,GuangxiAcademy ofAcademy ofAgricultural Science/Key Laboratory of Green Prevention and Control on Fruits andVegetables in South China,Ministry ofAgriculture and RuralAffairs/Guangxi Key Laboratory of Biology for CropDiseases and Insect Pests,Nanning,Guangxi 530007,Ch

12、ina)Abstract:【Objective】The purpose of the study was to explore the effects of abamectin on the detoxification enzymesystem of Bactrocera cucurbitae(Coquillett),to clarify the relationship between abamectin resistance and detoxificationenzymesin B.cucurbitae,and to provide theoretical basis for the

13、comprehensive management of B.cucurbitae resistanceand the scientific use of medication.【Method】The feeding toxicity method was used to determine the sublethal concentra-tion(LC25)and lethal concentration(LC50)of abamectin on susceptible strain(SS)and abamectin resistant strain(RS)of adult B.cucurbi

14、tae.Microplate method was used to determine the activities of glutathione S-transferase(GSTs)andcarboxylesterase(CarE)in adults of SS and RS strains and those treated with LC25and LC50doses for 12,24,48 and 72 h.Cytochrome P450 monooxygenases(P450s)content was determined by ELISAkit method.The chang

15、es in GSTs,Michaelisconstant(Km)and maximal velocity(Vmax)values and synergistic effects of synergists diethyl maleate(DEM),triphenylphosphate(TPP)and potentiometric booster ether(PBO)on abamectin were tested and analyzed in the adults of SS andRS strains.【Result】The activities of GSTs and CarE in t

16、he RS strain were significantly increased(P0.05,the samebelow)compared with those in the SS strain,which were 2.92 and 1.46 times of that in the SS strain,while the P450 con-tent was significantly decreased,which was 68.0%of that in the SS strain.After being exposed to LC25for 12,48 h andLC50for 12,

17、24,48 h in SS strain and LC25for 12 h,LC50for 72 h in RS strain of abamectin,theactivities of GSTs wereinduced to be significantly enhanced.CarE activity was induced to be significantly enhanced at 24 h after LC25dose treat-ment in the SS strain and was significantly inhibited at 72 h after LC25trea

18、tment and at all times after LC50treatment in theRS strain.The content of P450s was decreased at 12 h after LC50treatment and was increased at 72 h after LC50treatment.Compared with SS strain,the Kmvalue of GSTs in the RS strain was significantly reduced and Vmaxwas significantincreased,and the Kman

19、d Vmaxof CarE were not significantly changed.The synergistic ratios of synergists DEM,TPP andPBO were 1.03,1.04 and 2.08 in the SS strain and 3.45,2.52 and 2.26 in the RS strain,with relative synergistic coeffi-cients of 0.71,0.60 and 0.54 respectively.【Conclusion】The GSTs and CarE detoxification en

20、zymes are involved in theformation of resistance to abamectin in B.cucurbitae.Among them,GSTs activity has quantitative and qualitative changes,and their increased affinity for substrates and faster metabolism play a leading role in B.cucurbitae to form abamectinmetabolic resistance.Key words:Bactro

21、cera cucurbitae(Coquillett);abamectin;detoxification enzyme;insecticide resistanceFoundation items:Regional Project of National Natural Science Foundation of China(31960564);Guangxi Scienceand Technology Key Project(Guike AA20108002);Science and Technology Development Fund of Guangxi Academy ofAgric

22、ultural Sciences(Guinongke 2021JM72,Guinongke 2021YT068)7期1895展】研究表明,谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase,GSTs)、羧 酸 酯 酶(Carboxylesterase,CarE)和细胞色素P450单加氧化酶(CytochromeP450 monooxygenases,P450s)等解毒酶在害虫抗药性过程中扮演着重要角色(Zhang et al.,2017;樊宗芳等,2021;曲绍轩等,2022),害虫体内解毒酶活性提高,从而增强其对杀虫剂或植物次生代谢物质的解毒代谢是解毒酶参与抗性的主要机制

23、(高希武,2012;张睿等,2021)。增效剂是生物体内解毒酶的抑制剂,一般增效醚(Piperonyl butoxide,PBO)对应抑制P450s、磷酸三苯酯(Triphenyl phosphate,TPP)专一抑制CarE、顺丁烯二酸二乙酯(Diethyl maleate,DEM)专一抑制GSTs。因此,测定昆虫体内解毒酶的变化(包括酶活性、酶含量和米氏常数)及研究增效剂的增效作用,可判断相应的酶是否参与害虫抗药性的形成(高希武,2012;侍甜等,2012;沈登荣等,2016)。王芹芹等(2017)采用生测和增效剂作用法研究了不同种群棉铃虫解毒酶活性及棉铃虫对茚虫威的抗性关系,结果显示,当

24、棉铃虫对茚虫威的抗性达到中等水平时,多功能氧化酶(MFO)、CarE和GST活性显著升高与棉铃虫对茚虫威的抗性有关,而代谢抑制剂PBO、TPP和DEM对茚虫威有明显的增效作用;PBO、TPP和DEM 3种增效剂与哒螨灵混用能提高对截形叶螨的毒杀效果,同时截形叶螨对哒螨灵产生抗性可能与其体内CarE、GSTs和MFO 3种解毒酶与底物的亲和力提高及代谢能力增强有关(宋丽雯等,2014);Manjon等(2018)采用放射性配体结合方法和P450s重组表达方法研究了意大利蜜蜂、熊蜂对新烟碱化合物吡虫啉和噻虫啉的敏感性差异,结果表明,意大利蜜蜂细胞色素P450基因CYP9Q3能高效地代谢噻虫啉而对吡

25、虫啉几乎没有活性,熊蜂CYP9Q4也能高效地代谢噻虫啉;何发林等(2019)比较分析了溴氰虫酰胺不同剂量处理后172 h小地老虎体内解毒酶活力的动态变化,结果表明,溴氰虫酰胺亚致死剂量对CarE活力表现为早期诱导、后期抑制的作用,对GSTs活力表现为明显的诱导作用,而对MFO表现为一定程度的抑制作用;郭耀霞等(2021)采用带虫浸叶法研究了吡虫啉对豌豆蚜抗感品系乙酰胆碱酯酶(AChE)和CarEs的影响,结果显示,随着豌豆蚜抗药性的逐渐增强,其体内2种解毒酶活力均显著增加,说明AChE和CarEs在豌豆蚜对吡虫啉抗性发展中有着十分重要的作用;李浩等(2021)比较分析了草地贪夜蛾和斜纹夜蛾幼虫

26、体内GST、P450和CarE解毒酶对甲维盐及氯虫苯甲酰胺的响应,结果显示,2种害虫均主要通过增强CYP450s活性对2种杀虫剂进行解毒代谢;韩文素等(2022)用氯虫苯甲酰胺亚致死剂量处理蜂巢小甲虫,通过离体酶活性测定分析试虫体内主要解毒酶P450和GST活性的变化情况,结果表明,氯虫苯甲酰胺亚致死剂量对蜂巢小甲虫幼虫体内P450有诱导作用。有关阿维菌素与害虫体内相关解毒酶关系的研究也有相关报道,刘连军等(2018)研究了室内以阿维菌素选育的朱砂叶螨抗性品系中其GSTs、CarE和MFO活性变化,结果表明,Ab-R15品系体内上述3种解毒酶比活力分别是SS品系的1.27、1.69和1.92倍

27、,MFO比活力显著上升是朱砂叶螨对阿维菌素产生抗药性的重要原因,同时CarE和GSTs也参与了阿维菌素抗性品系的形成;曾健勇等(2018)通过测定舞毒蛾幼虫体内CarE和GST解毒酶活力及保护酶活力,研究阿维菌素和杀铃脲对舞毒蛾幼虫的联合作用机制,结果表明,阿维菌素和杀铃脲单剂处理时,舞毒蛾幼虫体内CarE和GST活力显著高于对照,复合剂处理与对照无显著差异,显示阿维菌素和杀铃脲联合作用主要是通过抑制舞毒蛾幼虫体内解毒酶CarE和GST活力,再辅以抑制保护酶多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活力,从而提高毒杀效果;aatay等(2018)采用增效剂和生化测定方法研究了3

28、个二斑叶螨高抗阿维菌素种群其解毒酶活性与抗性的关系,并检测了抗性种群中已知与抗药性相关的门控氯离子靶标突变点,结果表明,抗性种群中GST和P450活性显著高于敏感品系,而与抗性形成有关的靶标突变点并未检测到,从而推测二斑叶螨对阿维菌素的抗药性主要是由解毒酶介导的代谢抗性。阿维菌素对多种害虫、线虫和螨类均有很好的防治效果,广泛运用于防治各种农业有害生物,是我国目前登记仅有的2种防治瓜实蝇药剂的主要成分(http:/ 方 农 业 学 报 189618.1526.43倍,2021年611月,佛山地区种群抗性上升速度较快,已从中抗水平上升到近高抗水平,抗性达35.23倍。【本研究切入点】随着田间频繁施

29、用农药,瓜实蝇的抗药性也在逐渐上升,但有关瓜实蝇对阿维菌素的代谢抗性机制鲜有报道。【拟解决的关键问题】采用生物测定和酶动力学测定方法,研究阿维菌素不同浓度和不同处理时间下,未经处理的瓜实蝇敏感品系(Susceptible strain,SS)和抗阿维菌素品系(Resistant strain,RS)体 内 GSTs、CarE 活 性 及P450s含量变化,以及米氏常数(Km)和最大反应速率(Vmax)的变化,同时测定增效剂PBO、TPP和DEM对阿维菌素的增效作用,明确阿维菌素与瓜实蝇体内解毒酶系活性的变化关系,以阐明瓜实蝇对阿维菌素的代谢抗性机制,为瓜实蝇抗药性综合治理和科学用药提供理论基础

30、。1材料与方法1.1试验材料瓜实蝇SS品系为2012年采自广西南宁市郊区苦瓜上,在室内未接触任何农药连续饲养至63代的种群,RS品系以上述野外采集的种群饲养至33代后采用饲毒法选育获得。试虫饲养条件:温度(251),湿度(755)%,光周期14L 10D,成虫采用酵母与蔗糖混合物饲养(酵母 蔗糖=1 3),用南瓜果实接卵和饲养幼虫。97%阿维菌素原药购自南京生利德生物科技有限公司;考马斯亮蓝G-250、85%磷酸、牛血清白蛋白标准溶液、谷胱甘肽(GSH)、-萘酚和-醋酸萘酯购自生工生物工程(上海)股份有限公司;固蓝B盐、毒扁豆碱和2,4-二硝基氯苯(CDNB)等试剂购自上海吉至生化科技有限公司

31、。昆虫细胞色素P450酶ELISA试剂盒购自酶联生物科技有限公司。Multiskan FC酶标仪购自赛默飞世尔(中国)科技公司。1.2试验方法1.2.1阿维菌素对瓜实蝇的室内毒力测定用丙酮将阿维菌素原药溶解配制成母液,然后在预试验的基础上将母液用含0.5%吐温-80(v/v)和10%蜂蜜(w/w)的水溶液等比稀释成56个系列工作浓度。在自制的养虫杯(200 mL透明慕斯杯)底部放置1个15 mm15 mm规格的称量杯,称量杯中放置脱脂棉球,在棉球中加入2 mL不同浓度的药液使其完全湿润。羽化45 d饥饿24 h的瓜实蝇成虫用CO2迷晕后,挑取2030头至准备好的养虫杯中,24 h后取出称量杯及

32、药剂,换用正常的水和食物饲养,饲养条件同前述。每处理4次重复。以丙酮代替药剂的稀释水溶液为空白对照处理。药剂处理后48 h统计死亡虫数。所有试虫触动不会移动或用毛笔反转后5 s内不能翻身判断为死亡。根据校正死亡率求出毒力回归方程,得到亚致死浓度(LC25)和半数致死浓度(LC50)。1.2.2SS品系和RS品系GSTs、CarE活性及P450s含量测定分别取羽化45 d的SS品系和RS品系瓜实蝇成虫进行GSTs、CarE活性及P450s含量测定。每个品系设3个生物学重复,每个生物学重复分别取足够数量(2030头)的活虫,CO2麻醉,然后用液氮速冻,并置于-80 冰箱保存备用。1.2.3阿维菌素

33、不同剂量浓度对瓜实蝇处理根据步骤1.2.1室内生物测试结果,分别采用SS品系和RS品系的LC25和LC50阿维菌素处理瓜实蝇成虫。每处理设3个生物学重复,每重复随机挑取250300头羽化45 d饥饿24 h后的成虫转移至长、宽、高规格为30 cm30 cm30 cm的养虫笼中,然后放入配置好的药液饲喂试虫,取食24 h后,用正常的食物和水饲养,于药剂处理结束后12、24、48和72 h分别取足够数量(2030头)的活虫,CO2麻醉,然后用液氮速冻,并置于-80 冰箱保存备用。以丙酮代替药剂的处理为空白对照。1.2.4解毒酶测定酶液提取及蛋白浓度测定:挑取各处理试虫6头放入2 mL玻璃研磨器中,

34、加入2 mL预冷的磷酸缓冲液(PBS,0.01 mol/L,pH 7.5),冰上充分研磨,12000 r/min离心10 min,取上清液作为酶液。酶液稀释40和10倍后分别用于GSTs、CarE活性测定,未稀释的酶液用于P450s含量测定。提取后的酶液立即进行3种酶活及含量测定。蛋白浓度参照Bradford(1976)采用考马斯亮蓝法测定。每处理3个生物学重复,每个样品重复3次,结果取平均值。GSTs活性测定参考aatay等(2018)的方法:取100 L 40倍稀释的酶液,100 L 1.2 mmol/L CDNB,100 L 12 mmol/L GSH加入到酶标板孔中,混匀,以PBS代替

35、酶液作为对照。确保CDNB和GSH在每个反应孔中的终浓度分别为0.4和4.0 mmol/L。在Mul-tiskan FC酶标仪中25 温育条件下,以60 s为间隔,记录5 min内340 nm处其OD值的变化。酶活性采用SkanIt Software 6.02 for Microplate Readers进行分析,GSTs酶活单位为DOD/(minmg)。每处理3个生物学重复,每个样品重复3次,结果取平均值。DOD为340 nm波长下反应液5 min内OD变化平均值。CarE活性测定参考何林等(2003)描述的方法。-萘酚标准曲线的制作:0.01 mol/L-萘酚丙酮溶液7期1897用PBS缓

36、冲液稀释成110-4mol/L储备液,然后用PBS缓冲液将储备液稀释成7个浓度梯度,使200 L的反应体系(175 L稀释后的-萘酚+25 L显色剂)中-萘酚的终浓度为1.25、2.50、5.00、10.00、20.00、30.00和40.00 mol/L,以PBS代替-萘酚溶液为空白对照,反应液混匀后,静置10 min,600 nm测定OD值,以-萘酚实际含量mol为Y轴,OD值为X值,制作标准曲线,每个浓度设3个重复,结果取平均值。酶活测定:取50 L 10倍稀释的酶液,125 L底物(含310-4mol/L-醋酸萘酯和110-6mol/L毒扁豆碱)加入到酶标板孔中,以PBS代替酶液作为对

37、照;混均,30 反应10 min,加入25 L显色剂(1%坚固蓝B盐 5%SDS=2 5),静置10 min,600 nm测定OD值。根据-萘酚标准曲线和酶源蛋白质含量,计算CarE活力,单位为nmol/(Lminmg)。每处理3个生物学重复,每样品重复3次,结果取平均值。P450s含量测定参照试剂盒说明书进行:从室温平衡60 min后的铝箔袋中取出所需板条,设置标准品孔和样本孔,标准品孔各加不同浓度的标准品50 L,样本孔中加入待测样本50 L,空白孔不加。除空白孔外,标准品孔和样本孔中每孔加入辣根过氧化物酶(HRP)标记的检测抗体100 L,用封板膜封住反应孔,37 恒温箱温育60 min

38、。弃去液体,吸水纸上拍干,每孔加满洗涤液(350 L),静置1 min,甩去洗涤液,吸水纸上拍干,如此重复洗板5次。每孔加入底物A、B各50 L,37 避光孵育15 min。每孔加入终止液50 L,15 min内在450 nm波长处测定各孔的OD值。根据标准品绘制的标准曲线,计算出样品的酶含量ng/mg。每处理3个生物学重复,每个样品重复3次,取平均值。1.2.5酶动力学常数测定GSTs酶动力学测定以GSH为底物,浓度设1、2、3、4、5和6 mmol/L。CarE酶动力学测定以-醋酸萘酯(含毒扁豆碱)为底物,浓度设0.02、0.04、0.08、0.16、0.24和0.32 mmol/L。按照

39、1.2.4酶活测定方法进行测定,根据Line-weaver-Burk双倒数作图法计算Km和Vmax值。酶动力学测定所用试虫为羽化45 d的SS品系和RS品系成虫,每个品系设3个生物学重复。1.2.6增效剂对杀虫剂的增效作用测定用丙酮将增效剂PBO、TPP和DEM配制成母液,然后用含0.5%吐温-80(v/v)和10%蜂蜜(w/w)的水溶液分别稀释至100 mg/L,用此溶液把阿维菌素母液稀释成57个系列工作浓度,同步骤1.2.1测定SS品系和RS品系杀虫剂单用的LC50和杀虫剂+增效剂联用的LC50,计算增效比(SR)和相对增效系数(r0)(何林,2003)。每处理4次重复,以丙酮代替药剂的稀

40、释溶液为空白对照。SR=杀虫剂单用LC50/杀虫剂含增效剂LC50;r0=(A-B)/C。其中,A=单剂对抗性品系的LC50-(单剂+增效剂)对抗性品系的LC50,B=单剂对敏感品系的LC50-(单剂+增效剂)对敏感品系的LC50,C=单剂对抗性品系的LC50。根据SR和r0综合评估增效剂所抑制的酶与抗药性形成的关系。1.3统计分析试验数据采用Excel 2016进行整理,SPSS 26.0进行毒力回归分析,求出LC25和LC50,运用DPS 19.5进行酶活差异显著性统计分析。2结果与分析2.1阿维菌素对不同品系瓜实蝇成虫毒力测定结果对室内选育的瓜实蝇成虫SS品系和RS品系毒力测定结果显示,

41、SS品系LC25和LC50分别为0.056和0.087 mg/L。RS品系LC25和LC50分别为1.333和2.279 mg/L,其抗性倍数为26.20倍。2.2瓜实蝇成虫SS品系和RS品系解毒酶测定结果瓜实蝇成虫SS品系和RS品系3种解毒酶活性测定结果(图1)显示,RS品系体内GSTs活性(图1-A)和CarE活性(图1-B)均高于SS品系,分别为SS品系的2.92和1.46倍,差异均达显著水平(P0.05,下同),而LC50处理后1272 h,各时间段CarE活性较对照均略有降低,但差异不显著。对于RS品系,LC25和LC50处理后各时间段CarE活性均表现为抑制降低,其中LC25处理后

42、72 h和LC50处理后各时间段其CarE活性与对照相比差异显著。2.3.3P450s含量表3结果显示,与对照相比较,阿维菌素LC25和LC50处理后12、24和48 h,SS品系体内P450s含量均抑制降低,且LC50处理12 h后P450s含量与对照差异显著,在2个剂量处理72 h后,P450s含量均又上升到高于对照水平,其中LC50处理P450s含姜建军等:阿维菌素对瓜实蝇3种解毒酶系的影响54卷南 方 农 业 学 报 1898量与对照显著差异。对于RS品系,阿维菌素LC25和LC50处理后12 h,其体内P450s含量低于对照,其他时间段2个剂量处理后其P450s含量均高于对照,但所有

43、处理的P450s含量变化与对照相比差异均不显著。2.4酶动力学常数测定结果瓜实蝇成虫SS品系和RS品系体内GSTs动力学常数测定结果(表4)显示,SS品系Km和Vmax分别为2.71、6.51,RS品系Km和Vmax分别为1.81、22.54。相对于SS品系,RS品系体内Km显著降低,为SS品系的66.8%;Vmax显著升高,为SS品系的3.46倍。CarE动力学常数测定结果(表4)显示,SS品系Km和Vmax分别为0.11、3.80,RS品系Km和Vmax分别为0.13、4.16。相对于SS品系,RS品系体内Km和Vmax均略有升高,但差异不显著。2.5增效剂对阿维菌素的增效作用阿维菌素与3

44、种增效剂混用对瓜实蝇成虫SS品系和RS品系的毒力测定结果(表5)显示,PBO在SS和RS品系中对阿维菌素均有一定的增效作用,SR分别为2.08和2.26,对RS品系的r0为0.54;DEM和TPP在SS品系中的SR分别为1.03和1.04,在RS品系中对阿品系StrainSSRS药剂浓度Insecticide concentration对照LC25LC50对照LC25LC50GSTs活力 OD/(minmg)Activity of GSTs12 h2.790.05b3.320.09a3.330.02a8.970.19b9.240.16a9.070.15b24 h3.020.28b3.130.1

45、2b3.770.10a9.180.759.340.2310.720.1548 h2.970.05b3.450.04a3.620.19a8.720.329.770.999.960.6672 h3.210.093.280.203.550.148.930.52b10.240.40ab10.900.05a品系StrainSSRS药剂浓度Insecticide concentration对照LC25LC50对照LC25LC50CarE活力 nmol/(Lminmg)Activity of CarE12 h4.410.06ab4.720.23a3.790.17b6.100.02a6.010.18a4.95

46、0.17b24 h4.060.17b4.440.08a3.950.06b6.860.42a6.170.38a4.950.11b48 h4.100.214.270.313.890.096.050.35a5.810.14a4.610.15b72 h3.800.04ab4.080.30a3.410.09b6.760.45a5.610.20b4.760.21c图 1瓜实蝇成虫SS品系和RS品系体内GSTs(A)和CarE(B)活性变化及P450s(C)含量变化Fig.1The activities of GSTs(A)and CarE(B)and the contents of P450s(C)in

47、SS strain and RS strain of adults of B.cucurbitae图柱上*表示RS品系与SS品系之间差异显著(P0.05)*on the bar indicated significant difference between RS strain and SS strain(P0.05)GSTs活性 OD/(minmg)GSTs activity品系 StrainP450s含量(ng/mg)P450s contentCarE活性 nmol/(Lminmg)CarE activity品系 Strain品系 Strain表 1阿维菌素LC25和LC50处理对瓜实蝇成

48、虫GSTs活性的影响Table 1Effects of LC25and LC50concentrations of avermectin on GSTs activity in adults of B.cucurbitae相同品系同列数据后不同小写字母表示差异显著(P0.05)。表2和表3同Different lowercase letters in the same column of the same strain indicated significant difference(P0.05).The same was applied in Table 2 andTable 3表 2阿维菌

49、素LC25和LC50处理对瓜实蝇成虫CarE活性的影响Table 2Effects of LC25and LC50concentrations of avermectin on CarE activity in adults of B.cucurbitae1086420SSRSSSRSSSRS864206420ABC*7期1899维菌素的SR分别为3.45和2.52,r0分别为0.71和0.60。3种增效剂在RS品系中的r0均大于0,表明P450s、CarE和GSTs 3种解毒酶均可能与瓜实蝇对阿维菌素的抗药性有关,其中DEM在RS品系中SR和r0较高,说明瓜实蝇对阿维菌素的抗药性与GSTs活

50、性升高关系更密切。3讨论解毒酶代谢解毒作用增强是昆虫对杀虫剂产生抗药性的重要机制之一(He et al.,2020;Gao etal.,2021;黄云等,2022)。本研究结果表明,瓜实蝇成虫RS品系体内GSTs和CarE活性分别是SS品系的2.92和1.46倍,活性增强差异显著,说明瓜实蝇对阿维菌素抗性的变化与这2种酶活性升高密切相关。由于P450酶系具有底物的广谱性,能作用于许多结构不同的物质,因此有关P450s活性的测定方法较多,这也是P450s活性测定较困难的原因,但确定P450是否参与抗药性,可采用增效醚来间接测定,也可采用比较抗、敏感品系中的P450含量,从而确定P450是否参与了

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