羧酸酯酶介导的小菜蛾对氟虫腈的抗性

【目的】羧酸酯酶（carboxylesterases,CarEs）是昆虫重要的解毒代谢酶之一，可以介导靶标昆虫对多种杀虫剂的代谢抗性。本研究检测了羧酸酯酶对小菜蛾Plutellaxylostella抗药性的介导功能，旨在阐明羧酸酯酶在小菜蛾代谢解毒中的生理生化和分子机理。【方法】采用点滴法测定氟虫腈对小菜蛾敏感种群和抗氟虫腈种群的毒力，以及羧酸酯酶抑制剂磷酸三苯酯（triphenylphosphate,TPP）对氟虫腈的增效作用；以LC30和LC50浓度的氟虫腈处理抗性小菜蛾，测定药剂处理后CarEs酶活性的变化；利用qRT-PCR技术分析Pxae22和Pxae31两个基因在小菜蛾不同发育阶段、组织和种群的表达模式；利用dsRNA干扰Pxae22和Pxae31后观察基因的表达变化和小菜蛾3龄幼虫对药剂敏感性的变化。【结果】TPP可以削弱小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的抗性，增效倍数约为6倍；使用较低剂量（LC30和LC50）氟虫腈处理小菜蛾3龄幼虫后，处理组CarEs比活力明显高于对照，提示氟虫腈对小菜蛾CarEs活性具有诱导作用。对羧酸酯酶基因Pxae22和Pxae31在小菜蛾不同发育阶段、4龄幼虫不同组织和不同种群3龄幼虫中的表达模式分析发现，这两个基因在小菜蛾4龄幼虫中的表达量最高；在4龄幼虫中以中肠组织中的表达量较高，头、表皮、脂肪体中的表达量很低;抗性种群中的表达量显著高于敏感种群。通过干扰Pxae22和Pxae31后的qRT-PCR验证，两个基因的表达量均显著降低，进一步的氟虫腈毒力测定发现，干扰Pxae22和Pxae31后的小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的敏感性分别增加了1.63倍和1.73倍。【结论】羧酸酯酶在小菜蛾对氟虫腈解毒代谢中具有重要作用；Pxae22和Pxae31是小菜蛾的两个抗性相关基因，其表达水平的变化直接影响小菜蛾对氟虫腈的敏感性。