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家蝇Musca domestica(L-)属于双翅目、环裂亚目、蝇科、家蝇属，是一种世界性卫生害虫，能传播65余种人畜肠道疾病，不仅严重威胁了人类健康，也给畜牧产业造成了巨大的经济损失。长期以来，国内外对家蝇的防治都以化学防治为主要措施。但由于家蝇对环境具有较强的适应能力，繁殖力强，而且人类用药频繁，导致许多国家和地区的家蝇对有机氯、有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类杀虫剂产生了不同程度的抗性。
本文对室内选育的家蝇高效氯氰菊酯(beta-cypermethrin)抗性品系从种群遗传学、生物化学和分子生物学水平对其抗性机制做了研究，旨在揭示家蝇对高效氯氰菊酯的抗性机制，从而为指导高效氯氰菊酯的科学使用、延长其使用寿命和有效治理家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂抗性提供理论依据。
经过25代的室内连续选育，家蝇对高效氯氰菊酯的抗性达到4419.07倍，现实遗传力(h<2>)为0.30。用杂交、回交和自交方法研究了家蝇对高效氯氰菊酯抗性的遗传方式，证明家蝇对高效氯氰菊酯的抗性是由常染色体控制的不完全隐性遗传，且由一个主要基因控制。
交互抗性研究结果表明，家蝇高效氯氰菊酯抗性品系(CRR)对顺式氯氰菊酯(alpha-cypermethrin)、zeta-氯氰菊酯(zeta-cyperrmethrin)、溴氰菊酯(deltamehrin)、胺菊酯(tetramethrin)和联苯菊酯(bifenthrin)产生了不同为程度的交互抗性，其中对溴氰菊酯的抗性达到了14403.81倍，而对联苯菊酯抗性仅为10.70倍。对有机磷类杀虫剂敌敌畏(dichlorvos)和辛硫磷(phoxim)的交互抗性分别为20.74和14.12倍。对氨基酸酯类杀虫剂残杀威(propoxur)的交互抗性大于35.00倍。CRR抗性品系对阿维菌素(abamectin)也产生了6.40倍的交互抗性。
比较研究了多功能氧化酶(mix-functional oxygenase，MFO)抑制剂增效醚(piperonyl butoxide，PBO)和羧酸酯酶(carboxylesterase，CarE)抑制剂脱叶磷(S,S,S-tributyl phosphorotrithioate，DEF)对高效氯氰菊酯选育的抗性品系和敏感品系的增效作用。结果表明PBO对CRR抗性品系和CSS敏感品系分别有21.88倍和15.33倍的增效作用，DEF对CRR抗性品系和CSS敏感品系分别有364.29倍和2.35倍的增效作用。说明家蝇对高效氯氰菊酯的抗性与羧酸酯酶有密切关系。进一步的生化测定表明，CRR抗性品系羧酸酯酶对五种底物的活性是CSS敏感品系的4.25～6.9l倍，而这两个品系细胞色素P450的含量和谷胱甘肽-S-转移酶的活性都无显著差异。同时对羧酸酯酶活性遗传方式与高效氯氰菊酯抗性的关系进行了比较分析，结果表明互交、同交和自交后代的羧酸酯酶活性与其抗性存在较高相关性。
通过RT-PCR，对家蝇钠离子通道基因全长和羧酸酯酶基因全长进行了克隆与测序。序列比较分析结果表明，CRR抗性品系与CSS敏感品系相比，钠离子通道基因有两个突变位点：Lys<426>-A唱(K426R)，Gin<465>-Arg(Q465R)。利用等位基因特异性扩增技术(PASA)初步检测这两个突变位点与高效氯氰菊酯抗性无关。抗性品系羧酸酯酶基因有九个氨基酸发生了改变：Ser<250>-Thr(S25OT)，Trrp<251>-Ser(W251S)，Asp<273>-Glu(D273E)，Met<303>-Ile (M303I)，L,eu<354>Phe(L354F)，Ser<357>-Leu(S357L),Val<365>-Ala(V365A)，Trp<378>-Arg (W378R)，Ser<383>-Thr($383T)。经三维结构分析证实Trp<251>-Ser与昆虫对拟除虫菊酯类杀虫药剂抗性及对有机磷类杀虫药剂的交互抗性相关。
用原核表达载体pGEX-4T-1在大肠杆菌中表达了CRR抗性品系和CSS敏感品系羧酸酯酶基因，并用GSH-Sepharos-4B亲和层析柱对表达产物进行了纯化，通过变性聚丙烯酰胺电泳和活性测定验证了表达出来的蛋白质为羧酸酯酶，并且CRR抗性品系和CSS敏感品系表达产物活性测定无显著性差异。
利用实时荧光定量PCR技术研究了CSS敏感品系、CRR抗性品系、正交F1代和回交BC2羧酸酯酶mRNA表达量差异。CRR抗性品系、正交F1代和回交BC2羧酸酯酶mRNA表达量分别为敏感品系的12.1，2.0和7.2倍。结果表明羧酸酯酶基因的过量表达是家蝇对高效氯氰菊酯抗药性的主要机制。
因此，羧酸酯酶基因的扩增和突变是家蝇对高效氯氰菊酯抗药性的主要机制。