白纹伊蚊对溴氰菊酯的抗性机制研究

来源 :江苏省血吸虫病防治研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq53670018
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白纹伊蚊(Aedes albopictus)是全球排名前百的侵袭性物种之一,在我国分布广泛,是登革热、黄热病、寨卡病毒病等蚊媒传播疾病的主要传播媒介。媒介控制是预防或减少蚊媒疾病传播最有效的手段之一,以杀虫剂为主的化学控制措施是目前主要使用的方式之一,其中以拟除虫菊酯类杀虫剂的应用最为广泛。但由于此类杀虫剂的长期广泛使用,使白纹伊蚊长期处于选择压力之下,白纹伊蚊对此类杀虫剂的抗药性也随之增强。为了解江苏省白纹伊蚊对拟除虫菊酯类杀虫剂-溴氰菊酯的抗药性水平和抗性机制,本研究分别收集了徐州市睢宁县(SN)、淮安市淮阴区(HY)、无锡市宜兴市(YX)等3个不同地区的现场白纹伊蚊,并对其开展杀虫剂抗性水平的测定及其机制研究。本研究主要分三个部分:一、白纹伊蚊溴氰菊酯抗性测定及与kdr突变相关性分析为了解江苏省白纹伊蚊的抗性水平、击倒抗性(knockdown resistance,kdr)突变情况以及与抗性的相关性,通过实验室敏感品系确定白纹伊蚊对溴氰菊酯的CDC生物瓶法诊断剂量、诊断时间分别为4μg/bottle、30min。在此基础上开展的抗性测定结果显示,SN校正平均死亡率为28.2%,HY平均死亡率为64.4%,YX平均死亡率为56.3%,三地白纹伊蚊种群均表现出了对溴氰菊酯的抗药性。对三地白纹伊蚊电压门控钠离子通道(VGSC)基因进行测序,结果发现kdr基因1532和1534位点均存在突变。其中,1532位点共存在两种等位基因,分别为野生型ATC(279/298,93.6%)和突变型ACC(19/298,6.4%);3种基因型,分别为野生型纯合子I/I(133/149,89.3%)、野生型/突变型杂合子I/T(13/149,8.7%)和突变型纯合子T/T(3/149,2.0%)。1534位点共有4种等位基因,分别为野生型TTC(275/298,92.3%)、突变型TCC(5/298,1.7%)、TTA(14/298,4.7%)和TTG(4/298,1.3%);4种基因型分别为野生型纯合子F/F(128/149,85.9%)、突变型/野生型杂合子F/S(5/149,3.4%)和F/L(14/149,9.4%),突变型纯合子L/L(2/149,1.3%)。~2检验结果显示,三地白纹伊蚊溴氰菊酯抗性表型与kdr基因1532、1534突变位点基因型的相关性未发现统计学差异(P>0.05)。可见,现场白纹伊蚊kdr基因1532和1534突变位点突变频率均较低,未发现抗性表型与kdr基因1532位点和1534位点突变的相关性,提示可能存在其他抗性机制参与白纹伊蚊溴氰菊酯抗性的产生。二、现场白纹伊蚊代谢酶活性分析及增效剂协同作用研究代谢酶活性实验发现,现场白纹伊蚊种群的多功能氧化酶(MFO)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性较敏感品系有不同程度的升高,现场白纹伊蚊MFO和GST两种酶活性分别是敏感品系白纹伊蚊的1.31、1.13倍。为了进一步研究代谢抗性与现场种群抗性机制的相关性,选取分别作用于MFO和GST的胡椒基丁醚(PBO)和马来酸二乙酯(DM)两种增效剂,现场白纹伊蚊种群在PBO和DM两种增效剂的协同作用下,与诊断剂量溴氰菊酯接触15分钟后,死亡率从23.3%分别升至47.5%和54.3%,表明PBO和DM可以增强溴氰菊酯对现场白纹伊蚊种群的毒性作用,提示现场白纹伊蚊抗性种群对溴氰菊酯的抗性可能与MFO和GST活性升高有关。三、溴氰菊酯抗性白纹伊蚊转录组(RNA-seq)分析运用转录组测序(RNA-seq)对白纹伊蚊现场抗性种群和实验室敏感品系间差异表达基因(DEG)进行分析。结果显示,现场抗性低剂量溴氰菊酯处理组(SNL)和实验室敏感品系(LB)相比,共鉴定出3422个DEG,其中表达上调有1837个,表达下调有1585个;现场抗性高剂量溴氰菊酯处理组(SNH)和LB相比,共鉴定出3364个DEG,其中表达上调有1861个,表达下调有1503个;SNH和SNL相比,共鉴定出303个DEG,其中表达上调有174个,表达下调有129个。三组两两比较后发现均表达上调的DEG有14个,均表达下调的DEG有8个。不同组别差异表达基因GO分类和KEGG富集分析结果显示,和敏感蚊相比,“昆虫激素的生物合成”“萜类骨架的生物合成”、“嘧啶代谢”等代谢通路可能和现场抗性种群的抗性机制有关;现场抗性蚊不同溴氰菊酯处理浓度组间的差异可能与“单加氧酶活性”等功能和“谷胱甘肽代谢”、“药物代谢-细胞色素P450”、“细胞色素P450对异生物素的代谢”等代谢通路有关;现场抗性蚊不同溴氰菊酯处理浓度组和敏感蚊各组间的差异可能与“胆固醇代谢”通路有关。
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