害蟲抗藥性分子機制與治理策略（簡體書）

害蟲抗藥性分子機制與治理策略介紹近年來害蟲抗藥性主要靶標蛋白和殺蟲藥劑解毒代謝蛋白變異的抗藥性機制研究進展以及抗藥性治理策略。抗藥性機制部分主要包括鈉離子通道、乙醯膽鹼受體、γ-氨基丁酸受體以及乙醯膽鹼酯酶等常見殺蟲藥劑的分子靶標、靶標變異導致的抗藥性、細胞色素P450、谷胱甘肽S‐轉移酶和羧酸酯酶三大解毒代謝酶系及其與抗藥性的關係。抗藥性治理策略包括害蟲對殺蟲藥劑抗性遺傳和治理策略。全書共分10章，第1章介紹殺蟲藥劑抗性的百年史；第2～5章分別介紹昆蟲電壓門控鈉離子通道、昆蟲乙醯膽鹼受體、昆蟲γ‐氨基丁酸受體和乙醯膽鹼酯酶與害蟲抗藥性；第6～8章分別介紹細胞色素P450、谷胱甘肽S-轉移酶、羧酸酯酶及其介導的昆蟲抗藥性；第9～10章綜述了害蟲對殺蟲藥劑抗性遺傳和害蟲抗藥性治理策略。害蟲抗藥性分子機制與治理策略適合從事殺蟲藥劑和昆蟲毒理學研究人員以及大專院校師生參考。·

安榆林，農學博士，研究員，國務院特殊津貼專家。目前擔任第三屆中國進出境動植物檢疫風險分析委員會委員，國家質量監督檢驗檢疫總局專業技術委員會委員，國家認證認可監督管理委員會標準專業委員會委員，中國合格評定國家認可委員會動植物檢疫專業委員會副主任委員，江蘇省昆蟲學會常務理事、副秘書長，國家WTO/SPS通報評議專家等社會職務。近年來主持國家“十二五”科技支撐計劃課題1項，科學技術部國際合作項目1項，主持省部級科研課題8項，主持或參與制定國家標準、行業標準10余項。近年來獲得省部級科技進步獎一等獎1項、二等獎4項、三等獎5項，省部級優秀論文獎2項，獲得國家發明專利3個，新型實用專利4個，發表科技論文64篇，主編或參編專著6部。·

《害蟲抗藥性分子機制與治理策略》適合從事殺蟲藥劑和昆蟲毒理學研究人員以及大專院校師生參考。

前言1 殺蟲藥劑抗性的百年史參考文獻2 昆蟲電壓門控鈉離子通道與抗藥性2.1 引言2.2 鈉離子通道的結構和功能2.3 鈉離子通道進化歷史與基因2.4 昆蟲鈉離子通道結構與功能2.4.1 昆蟲鈉離子通道結構與功能2.4.2 昆蟲鈉離子通道轉錄子的選擇性剪接2.4.3 昆蟲鈉離子通道轉錄子的RNA編輯2.4.4 選擇性剪接與RNA編輯後鈉離子通道蛋白的功能2.5 鈉離子通道與昆蟲對擬除蟲菊酯類殺蟲藥劑抗性2.5.1 天然鈉離子通道變異對擬除蟲菊酯的敏感性2.5.2 擊倒抗性相關的鈉通道基因突變參考文獻3 昆蟲乙醯膽鹼受體與抗藥性3.1 引言3.2 煙鹼型乙醯膽鹼受體3.2.1 nAChR的結構3.2.2 nAChR的門控機制3.2.3 昆蟲nAChR的多樣性3.2.4 作用於昆蟲乙醯膽鹼受體的殺蟲藥劑3.2.5 nAChR與害蟲抗藥性3.3 蕈毒堿型AChR3.3.1 昆蟲的mAChR3.3.2 昆蟲mAChR的結構3.3.3 昆蟲mAChR:潛在的殺蟲藥劑靶標3.4 展望參考文獻4 昆蟲γ-氨基丁酸(GABA)受體與抗藥性4.1 引言4.2 脊椎動物的GABA受體4.3 昆蟲GABA受體的藥理學4.4 昆蟲GABA受體的多樣性4.5 昆蟲GABA受體的分子生物學4.6 作用於GABA受體的殺蟲藥劑4.6.1 木防己苦毒素4.6.2 多氯環烷烴類4.6.3 二環磷酸酯和二環鄰苯甲酸4.6.4 苯並吡唑類4.6.5 阿維菌素類4.7 GABA受體與害蟲抗藥性4.8 針對A302S的抗性基因檢測4.9 GABA受體與昆蟲的行為4.10 結語參考文獻5 乙醯膽鹼酯酶(AChE)與害蟲抗藥性5.1 引言5.2 作用於AChE的殺蟲藥劑5.2.1 有機磷酸酯類殺蟲藥劑5.2.2 氨基甲酸酯類殺蟲藥劑5.2.3 AChE其他抑制劑5.3 AChE變構引起害蟲抗藥性的實例與交互抗性5.4 AChE變構引起的兩類抗性模式5.5 變構AChE的動力學參數變化5.6 AChE抗性等位基因與AChE變構的機理5.6.1 AChE抗性等位基因5.6.2 AChE變構的機理5.6.3 AChE的抗性遺傳5.7 變構AChE的分子學特徵5.8 昆蟲AChE的基因結構5.9 AChE的催化部位及其催化機理5.9.1 ACh水解機理5.9.2 AChE的催化部位及其相互關係5.10 展望參考文獻6 細胞色素P450介導的昆蟲抗藥性6.1 引言6.2 細胞色素P450的分類及一般特性6.2.1 細胞色素P450的命名及其分類6.2.2 細胞色素P450的結構特徵6.2.3 細胞色素P450的光譜特徵和配體結合6.2.4 細胞色素P450的可誘導性6.3 昆蟲細胞色素P450基因的多樣性和進化6.3.1 昆蟲細胞色素P450種類的多樣性6.3.2 昆蟲細胞色素P450分佈、表達的多樣性6.3.3 昆蟲細胞色素P450基因的進化6.4 細胞色素P450酶的複雜性6.4.1 經典的生物化學研究方法6.4.2 細胞色素P450的異源表達6.4.3 細胞色素P450的催化機制6.5 細胞色素P450的主要功能6.5.1 細胞色素P450催化內源性物質代謝6.5.2 細胞色素P450催化外源性物質代謝6.6 細胞色素P450與害蟲抗藥性的關係6.6.1 細胞色素P450與抗藥性6.6.2 P450介導的害蟲抗藥性的分子基礎參考文獻7 谷胱甘肽S-轉移酶介導的昆蟲抗藥性7.1 引言7.2 昆蟲GST的分類7.3 昆蟲GST的命名7.4 昆蟲GST的功能7.5 昆蟲GST最適反應條件7.6 昆蟲GST的多型性和純化7.6.1 GST的多型性7.6.2 GST的分離純化7.7 昆蟲GST發育期變化及其組織特異性7.7.1 GST發育期的變化7.7.2 GST的組織特異性7.8 昆蟲GST的亞細胞分佈7.9 昆蟲GST基因結構及其調控機制7.9.1 昆蟲GST基因結構7.9.2 昆蟲GST基因的調控機制7.10 昆蟲GST與昆蟲抗藥性的相互關係7.10.1 昆蟲GST與有機磷殺蟲藥劑抗性的關係7.10.2 昆蟲GST與有機氯殺蟲藥劑抗性的關係7.10.3 昆蟲GST與擬除蟲菊酯殺蟲藥劑的抗性關係7.10.4 抗性品系和敏感品系GST性質差異7.10.5 藥劑-昆蟲GST抗藥性之間的相互關係7.10.6 植物次生物質誘導作用對殺蟲藥劑毒力影響研究7.11 GST參與抗性的分子機制參考文獻8 羧酸酯酶介導的昆蟲抗藥性8.1 緒論8.2 羧酸酯酶介導的有機磷和氨基甲酸類殺蟲劑的抗性8.2.1 昆蟲對有機磷和氨基甲酸類殺蟲劑抗性的實例8.2.2 有機磷和氨基甲酸類殺蟲劑抗性品系昆蟲羧酸酯酶的生物化學特性8.2.3 有機磷和氨基甲酸類殺蟲劑抗性品系昆蟲羧酸酯酶的分子特性8.3 羧酸酯酶介導的馬拉硫磷抗性8.3.1 昆蟲對馬拉硫磷殺蟲劑抗性的實例8.3.2 馬拉硫磷抗性品系昆蟲羧酸酯酶的生物化學特性8.3.3 馬拉硫磷抗性品系昆蟲羧酸酯酶的分子特性8.4 羧酸酯酶介導的擬除蟲菊酯類殺蟲劑的抗性8.4.1 昆蟲對擬除蟲酯類殺蟲劑抗性的實例8.4.2 擬除蟲酯類殺蟲劑抗性品系昆蟲羧酸酯酶的生物化學特性8.5 展望參考文獻9 害蟲對殺蟲藥劑抗性遺傳9.1 前言9.2 遺傳型的檢測9.2.1 LD-P線的製作9.2.2 區分劑量9.2.3 時間-反應測試9.3 種群遺傳在抗性研究和治理中的作用9.3.1 抗性遺傳學基礎9.3.2 遺傳數據的應用9.4 遺傳學在實際抗性治理應用的展望9.4.1 抗性治理策略分類9.4.2 兩種抗性治理項目的遺傳學基礎9.4.3 預測抗性表達9.5 結論與展望參考文獻10 害蟲抗藥性治理策略10.1 害蟲抗藥性的形成10.1.1 野生種群中抗藥性基因的遺傳平衡10.1.2 抗藥性的形成10.2 影響害蟲抗藥性形成的因子10.2.1 遺傳學方面的因子10.2.2 生物學方面的因子10.2.3 藥劑施用方面的因子10.3 抗藥性治理策略10.3.1 適度治理10.3.2 飽和治理10.3.3 多向進攻治理10.3.4 根據我國目前的狀況制定克服抗性的策略參考文獻附錄 抗藥性治理殺蟲藥劑選擇分類表彩圖·

6.3昆蟲細胞色素P450基因的多樣性和進化
昆蟲細胞色素P450的是一個非常多樣的酶系，多樣性表現在種類、分布及表達等多個方面。
6.3.1昆蟲細胞色素P450種類的多樣性
細胞色素P450首先在哺乳動物肝微粒體中發現，最初認為它僅存在于動物組織的微粒體中（Omura et al.，1993）。至20世紀60年代后期，細胞色素P450在微生物中的發現證明了這一血紅蛋白在生物界的分布要比想象的廣得多（Omura et al.，1993）。至今在動物、植物、真菌、細菌和原生生物中都發現了P450的存在。
在昆蟲中，黑腹果蠅和岡比亞按蚊等多種昆蟲基因組測序的完成為昆蟲P450數目的迅速增長奠定了基礎，目前在GenBank中已經注冊的昆蟲P450 cDNA全長序列及片段共有1043個，其中全長序列259個，片段784個。在雙翅目昆蟲的研究中已克隆的P450全長cDNA有152個，cDNA片段615個，共占序列總數的74％；鱗翅目昆蟲中已克隆的全長cDNA序列有78個，cDNA片段84個，共占序列總數的16％。并且雙翅目及鱗翅目昆蟲的P450占昆蟲總P450的90％。雙翅目P450全長序列及片段大部分來自黑腹果蠅、岡比亞按蚊和埃及伊蚊；鱗翅目P450則大多來自家蠶（Bombyx mori）。棉鈴蟲的CYP6AE12、CYP682、CYP686（midgut）、CYP686（fat body）、CYP687、CYP9A12、CYP9A14、CYP9A17、CYP9A18等細胞色素P450基因的cDNA全長序列在GenBank中被注冊，鱗翅目昆蟲細胞色素P450基因已注冊的GenBank中的cDNA全長序列有80多種（http：／／drnelson.uthsc.edu／cytochromeP450.html）。其余幾個昆蟲目的P450基因全長序列集片段以鞘翅目（55個）、等翅目（23個）、蜚蠊目（18個）居多，這3個目的序列數占總數的9%（Forrester et al.，1993）。
已發現的昆蟲P450基因分屬于CYP4、CYP6、CYP9、CYP12、CYP18、CYP28、CYP49和CYP301～341共48個家族（Amenya et al.，2008），其中CYP6、CYP9、CYP12、CYP18和CYP285個基因家族為昆蟲特有（Berge et al.，1998）。大量的CYP6、CYP9以及CYP4家族成員在抗性品系中表現出過量表達因而被認為是與抗性相關的P450基因，所以這兩個家族有大量的基因被克隆，CYP4家族已克隆的全長序列有51個，CYP6家族已克隆的全長序列有116個，分別占全長cDNA的20％和45％（郭亭亭等，2009）。例如，P450基因CYP4E2（Snyder et al.，1998）、CYP6A1（Feyereisen et al.，1995）、CYP682（Wang and Hobbs，1995）、CYP687（Pittendrigh，1997；Ranasinghe et al.，1997）、CYP6D1（Liu and Scott，1998）、CYP9A1（Rose et al.，1997）、CYP9A3（Pit-tendrigh，1997）以及在線粒體中表達的CYP12A1（Dunkov et al.，1997）等在抗性昆蟲中表現出超量表達而被認為是與抗性相關的P450基因。