昆虫抗药性的分子机制研究进展

祁欣

摘 要 作为一项全球性的重要课题，昆虫的抗药性研究在新型农药的研制、昆虫的治理、监测等各个方面都具有十分重要的作用和意义。在毒理学、遗传学以及分子生物学等各种交叉学科不断发展的今天，尤其是分子生物学实验技术的不断提升有力地推动了昆虫抗药性分子机制研究的发展。基于此，对昆虫抗药性的分子机制研究进展进行简单探讨。

关键词 昆虫；抗药性；分子机制

中图分类号：S433 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）18--02

昆虫抗药性，是指昆虫对可以杀死大部分正常种群个体药量具有耐受的能力，能够在其种群中不断发展的这样一种现象。昆虫的抗药性是在不利的环境条件下，昆虫为求得生存的进化现象。由于杀虫剂长期以来的选择作用，导致非常多昆虫面对杀虫剂出现了不同程度的抗药性。不断升高的昆虫抗药性除了使农业生产的成本得增加之外。同时，严重影响了环境和大众的健康。在毒理学、遗传学以及分子生物学等各种交叉学科不断发展的今天，昆虫抗药性分子机制研究也得到了较快的发展。

1 昆虫抗药性机理分析

以抗性机理为根据能够将昆虫抗药性划分为3种，即代谢抗性、生理抗性和行为抗性。以抗性的分子机理为根据能够将昆虫抗药性划分为靶标抗性以及代谢抗性。以分子毒理学为根据可以将其抗性机理划分为损伤点的修复、靶蛋白的过量生成、敏感性的转化、对杀虫剂和靶蛋白或酶的转变等。立足于基因水平进行分析，主要是由于基因结构的改变、基因表达的改变、基因扩增以及基因水平分析等导致昆虫产生抗药性[1]。

2 昆虫抗药性的分子基础分析

2.1 靶标抗性的分子生物学机制分析

2.1.1 神經轴突钠离子通道

作为一个大型膜载蛋白，Na+通道也是拟除虫菊酯和DDT的主要靶部位，由于其降低的敏感性就会导致出现抗性。一般来说，会将这种类型的抗性称为击倒抗性，导致出现击倒抗性的主要原因就是钠通道的基因发生突变。现在，在分离Na+通道基因部分片段的研究显示，Na+通道基因位置与击倒抗性位点具有紧密联锁或者一直的特点。现在研究的热点就是对抗性昆虫体内Na+通道基因的全序列进行克隆，从而将抗性相关的突变位点确定下来以及研究基因表达调控。

2.1.2 乙酰胆碱酯酶

在生物神经传导中乙酰胆碱脂酶属于一个关键酶，其能够对神经递质乙酰胆碱进行迅速的水解，从而将胆碱能突触传递中止。乙酰胆碱酯酶在昆虫中属于氨基甲酸酯类杀虫剂瓶和有机磷杀虫剂的靶标，导致昆虫产生靶标抗性的机制就是因为编码靶标的基因扩增和突变而导致的。如果有突变的情况出现在昆虫的乙酰胆碱脂酶基因中，就会导致其产物的结构出现变化，从而削弱靶标对杀虫剂的敏感性，最终导致抗药性的产生[2]。

2.1.3 GABA一氯离子通道复合体

在昆虫的体内GABA属于一种非常关键的抑制性神经传递物质，如果阻断GABA就会使神经递质的正常传递被阻断，所以其是杀虫剂重要靶标之一。大量研究表明，GABA一氯离子通道复合体是二环苯甲酸酯类、二环磷酯类、环戊二烯类等各种杀虫剂的作用靶标。导致与GABA一氯离子通道复合体通道相关的抗性产生的主要是因为杀虫剂与GABA受体的亲和性由于基因突变而降低，这样就不能够对GABA受体的氯离子转运产生抑制作用。出现了对杀虫剂作用不敏感的新靶标是导致产生靶标抗性的生化基础，抗性昆虫靶标的结构基因出现多点受体突变或者单点受体突变则是其分子基础。

2.2 代谢抗性的分子生物学机制分析

2.2.1 非专一性酯酶

一般很多杀虫剂都具有酯键，在昆虫体内这些酯键都可以被酯酶所溶解[3]。

2.2.2 谷胱甘肽S一转移酶

各种亲核化合物与催化还原型谷胱甘肽在经过亲核加成反应之后形成的一种酶就是谷胱甘肽S-转移酶，在昆虫体内谷胱甘肽S-转移酶属于一种非常重要的解读酶，拟除虫菊酯抗性、有机氯抗性、有机磷抗性的昆虫体内的谷胱甘肽S-转移酶具有明显升高的表达水平[4]。

2.2.3 细胞色素P450氧化酶系

昆虫体内主要解毒酶系就是P450，在昆虫对寄生植物的适应性、蜕皮激素的代谢、保幼激素、对杀虫剂选择毒性和抗药性、杀虫剂代谢中细胞色素P450氧化酶系发挥了十分重要的作用[5]。在对拟除虫菊酯类杀虫剂解毒的时候，与其他解毒酶比起来，细胞色素P450氧化

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酶系具有更为重要以及更加显著的作用。作为一个基因超家族，细胞色素P450氧化酶系由多个基因家族共同组成，而又由若干个基因亚家族共同组成其中的每个基因家族。到现在为止，CYP6家族被人为在众多已知的P450家族中与抗药性具有较为密切的关系，其中在研究CYP6A2、CYP6A1、CYP6D1等方面比较深入。

3 结语

本文对昆虫抗药性机理进行分析，对昆虫抗药性的分子基础进行分析，综上所述，在指导农业生产、研制新型杀虫剂、病虫害的防治等各项工作中，昆虫抗性机制的研究具有十分重要的作用，因此，应该提高对昆虫抗性机制的研究重视度，以此保障上述工作能够顺利的开展。昆虫具有多种多样的生理特性、形态特征，再加上其分布广泛以及繁多的种类，所以，研究昆虫抗性机制具有非常浩大和复杂的特点，需要工作者不畏困难，迎难而上，加大对其研究的力度。虽然现在有很多机制并没有被人们了解，但随着广大的科研工作者对抗药性机理不断的探索，并且对昆虫抗药性和其生理功能之间的关系进行阐明，最终能够将新的抗性治理策略提供出来，使昆虫抗药性分子机制研究能够顺利的实施，更好地造福人类。

参考文献

[1]侯静，刘青青，徐明良.植物抗病毒侵染的分子机制[J].作物学报，2012（5）.

[2]陈达嵩，郑月琼.植物凝集素在植物保护中的研究进展[J].湖北植保，2010（6）.

[3]王万能，全学军，肖崇刚.植物诱导抗性的机理和应用研究进展[J].湖北农业科学，2010（1）.

[4]任娜娜，谢苗，尤燕春，等.羧酸酯酶及其介导昆虫抗药性的研究进展[J].福建农林大学学报：自然科学版，2014（4）.

[5]程鹏，曹银光，公茂庆.细胞色素P450介导的昆虫抗药性研究进展[J].中国病原生物学杂志，2009（1）.

（责任编辑：刘昀）