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杀虫剂对控制人类疾病的主要传播媒介，如蚊子、白蛉、跳蚤、虱子、臭虫等，起着重要的作用，这些昆虫能够适应各种各样的自然环境是因为它们具有强大的生殖力和遗传可塑性。蚊虫由于其特殊的行为、生理以及与人类生活关系紧密而成为传播人类疾病的重要媒介，如丝虫病、乙型脑炎、西尼罗河病毒、登革热、疟疾等。人类自上世纪使用多种化学杀虫剂(有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等)和生物杀虫剂后，蚊虫就与这种环境变化协同进化一通过生理生化多种机制产生抗药性，以适应各种选择压。抗药性问题的出现和加剧不仅缩短了当前正在使用的杀虫剂的寿命，而且由于交叉抗性和抗性机制的多元化，新开发的杀虫剂的功效和使用寿命也被大大降低。
本研究的目的是调查中国尖音库蚊复组对有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性水平，明确引起抗性的生理生化机制，预测各种抗性基因的抗性潜能，探讨抗性基因在自然界的进化，为制定合理的媒介蚊虫控制措施、开发新型杀虫剂提供理论依据，为将来实现安全、有效的降解土壤、水体、果蔬中的农药提供有力的生物武器。研究内容和主要结果如下：
1.不同地理尖音库蚊种群的抗药性水平
2003-2004年在海南、广西、广东、湖北、浙江、河南、山东、辽宁8省12地和北京共采集了27个尖音库蚊复组种群，包括淡色库蚊(C.p.pallens)和致倦库蚊(C.p.quinquefasciatus)，生物测定表明中国的尖音库蚊复组对有机磷杀虫剂的抗性比对氨基甲酸酯类的普遍，5种杀虫剂的抗性水平依次是：DDVP＞对硫磷＞毒死蜱＞残杀威＞巴沙。总体上南方种群的抗性水平高于北方种群，广东省尖音库蚊复组的抗性问题最为严重，其次是河南、湖北、海南和辽宁种群，然后是浙江、山东和北京地区种群，广西的种群基木上不存在抗性问题。
2.不同地理尖音库蚊种群的代谢抗性
在我国的尖音库蚊种群中发现了7种与杀虫药剂抗性有关的酯酶，分别是：B1、A2-B2、A8-B8、A9-B9、两种新的酯酶(暂命名为New1和New2)和一种酯酶等位基因的复合型。B1和A2-B2的分布最广，在调查的8个省和北京都有分布，但B1在北方的频率比南方的高，A2-B2在南方的频率比北方的高。其他酯酶的主要分布区分别是：A8-B8在海南、广西和广东，A9-B9在广东、湖北和河南，New1在广东，New2在湖北和河南，酯酶等位基因的复合型只在广东省发现。广东是抗性酯酶多态性最高的地区，其次是湖北、河南和北京。
3.新酯酶抗性等位基因的定性、定量研究
New1、New2的酯酶ADNA都是2kb左右，由7个外显子和6个内含子组成，酯酶BDNA除了New1都是2.5kb左右，New1的酯酶B与B8大小相同，约4kb，由4个外显子和3个内含子组成。各种EstA、B的cDNA均为1.6kb，编码540个氨基酸。New1的酯酶A不是新的等位基因，而是以前在中国发现的A9，New1的酯酶BDNA长于其他酯酶B等位基因，因为它的内含子1多出近2kb，但与B8无论在DNA还是氨基酸水平上相似性非常高，均大于99％，两者仅有2个氨基酸的差异。New2的酯酶A、B都是新的等位基因，与其他已知等位基因的DNA或氨基酸的相似性均大于90％。复合型无论是PCR扩增还是单克隆测序，只发现一个酯酶A，即A9，而DNAPCR扩增只得到一个B等位基因，与来自LING品系的B9完全相同，这与它在淀粉凝胶电泳中显现出两个酯酶B蛋白不相符。目前已发现的酯酶A、B各自等位基因之间无论是在DNA还是氨基酸水平上相似性很高，酯酶A之间DNA的相似性在91％以上，氨基酸在97％以上，酯酶B之间DNA的相似性在90％以上，氨基酸在96％以上。
与敏感等位基因相比，New1的酯酶A(A9)基因没有发生扩增，酯酶B基因扩增了2.5倍，属于酯酶B基因单独扩增型；New2的酯酶A基因扩增了36倍，酯酶B基因扩增了19倍，A基因是B基因的近2倍，可能属于一种新的扩增方式，即一个扩增子里酯酶A、B基因的比例是2∶1。
New1只对毒死蜱有很低的抗性(RR=1.6)，基本不抗倍硫磷和双硫磷。New2对毒死蜱的抗性最高(RR=7.2)，对倍硫磷和马拉硫磷的抗性最低(RR＜2)。等位基因的复合型对敌敌畏和敌百虫的抗性最高(RR10)，对马拉硫磷的抗性最低(RR＜2)。总体上抗性等位基因的复合型和New2的抗性潜力要大于New1，这与它们之间存在基因扩增水平的差异有关，它们对我国常用的有机磷杀虫剂只能带来中、低抗性。
4.不同地理尖音库蚊种群的靶标抗性
在调查的27个种群中，只有广州的一个种群存在不敏感的AChE1，是由已知的G119S突变引起的，在中国出现的这个突变是一次独立的进化事件，在致倦库蚊中至少独立发生了两次。靶标抗性在我国刚刚出现或仅局限在个别地区，如广州。G119S突变后尖音库蚊对毒死蜱、马拉硫磷、杀螟松、对硫磷高抗，对双硫磷和辛硫磷中抗，对倍硫磷、敌敌畏和敌百虫低抗。为了避免和控制靶标抗性的出现和蔓延，我们在蚊虫防治中应尽量少用或使用低剂量的毒死蜱、马拉硫磷、杀螟松等。
5.我国尖音库蚊种群的遗传结构
通过对四个同工酶(GOT、HK、PGI、PGM)等位基因的多态性分析表明：采集的27个尖音库蚊种群的遗传结构都符合哈迪一温伯格平衡，我国尖音库蚊(淡色和致倦库蚊)在2000公里的范围里遗传分化中等(Fst=0.059)，在3300公里的范围里遗传分化很大(Fst=0.28)，而且都存在距离隔离。通过比较世界上不同地区尖音库蚊复组种群的遗传分化，发现500公里以内不能对该蚊种造成距离隔离，1000公里以上肯定会形成距离隔离，种群之间的主动遗传交流被阻断。
6.库蚊羧酸酯酶的抗性进化
对尖音库蚊的羧酸酯酶B1进行位点特异性突变和体外表达、纯化，获得G110D、W224L、W224S三个单点突变体和G110D-W224L、G110D-W224S两个双点突变体。5个突变体蛋白都丧失了降解特异性底物B-NA的能力，而未突变的B1活性很好，其Vmax为9.9(±1.2)μmol/min/mg，Km值为26.3(±2.5)μM，Kcat值为717(±18)min-1，Kcat/Km为26.8(±1.9)μM-1min-1。
测定了B1及其突变体对4种有机磷杀虫剂久效磷、毒虫畏、马拉硫磷、甲基1605的降解，结果显示B1野生型和两个单点突变体G110D、W224S以及双点突变体G110D-W224S对以上四种杀虫剂没有明显的降解，而W224L和G110D-W224L突变体对久效磷、毒虫畏、马拉硫磷的降解效果很显著，它们对这几种底物的催化效率相近，降解效果和催化效率为马拉硫磷＞毒虫畏＞久效磷，G110D-W224L还对甲基1605有降解效果。说明尖音库蚊的羧酸酯酶能像羊绿蝇的一样，突变后丧失了羧酸酯酶的活性而获得更高的有机磷水解酶活性，据此推测尖音库蚊是有可能像羊绿蝇一样走突变抗性进化的途径。