Активность ферментов детоксикации у имаго комнатной мухи Musca domestica L. при селекции хлорфенапиром
30.12.2020
Авторы:
Название:
Активность ферментов детоксикации у имаго комнатной мухи Musca domestica L. при селекции хлорфенапиром
Страницы:
492-503
Биохимические механизмы инсектицидной резистентности у насекомых заключаются в активации основных ферментов детоксикации - монооксигеназ, неспецифических эстераз и глутатион-S-трансфераз. К настоящему времени в отношении отдельных инсектицидов изучена динамика развития резистентности и степень вовлечения детоксицирующих ферментов в ее формирование у насекомых. В данной работе была определена активность монооксигеназ, неспецифической эстеразы, глутатион-S-трансферазы и щелочной фосфатазы у самок и самцов комнатной мухи Musca domestica во втором, четвертом, шестом, восьмом и десятом поколениях в ходе селекции хлорфенапиром. Контроль чувствительности имаго M. domestica к инсектициду-селектанту показал, что к десятому поколению у опытной линии сформировалась толерантность к хлорфенапиру (показатель резистентности составил 3,6). В ходе исследования в отдельных поколениях хлорфенапир-селектированной линии M. domestica было выявлено статистически значимое повышение удельной активности монооксигеназ у самок и самцов в 1,4 - 2,1 раза и повышение удельной активности щелочной фосфатазы у самок в 2,3 - 2,7 раза в сравнении с особями контрольной линии. Статистически значимых различий в активности глутатион-S-трансферазы между контрольной и опытной линией выявлено не было. У имаго M. domestica хлорфенапир-селектированной линии были обнаружены статистически значимые отличия по полу в активности монооксигеназ, неспецифических эстераз и щелочной фосфатазы, позволившие предположить, что механизмы и скорость формирования резистентности у самок и самцов к хлорфенапиру могут отличаться.
- Дремова В.П., Путинцева Л.С., Ходаков П.Е. Медицинская дезинсекция: Основные принципы, средства и методы. Екатеринбург: Витар-Путиведь, 1999. 320 с 2. Еремина О.Ю. Хлорфенапир - перспективный инсектицид из группы пирролов для борьбы с резистентными синантропными насекомыми. // Пест-Менеджмент. 2017. №1. C. 41-49. 3. Еремина О.Ю. Синергисты как инструмент энтомотоксикологических исследований: исследование ферментных систем комнатных мух Musca domestica L. Сообщение 1. // Прикладная энтомология. 2011. №1. С. 27-37. 4. Ибрагимхалилова И.В., Еремина О.Ю. Разработка метода оценки отравленных приманок и сравнение контактного и кишечного действия инсектицидов на примере комнатной мухи Musca domestica L. к инсектицидам // Агрохимия. 2007. № 12. С.56-62. 5. Левченко М.А., Силиванова Е.А. Эффективность инсектицидных приманочных составов для борьбы с мухами // Вестник ветеринарии. 2015. № 2 (73). С. 23–26. 6. Лопатина Ю.В., Еремина О.Ю. Механизмы резистентности членистоногих к пестицидам: снижение проницаемости кутикулы и роль АВС-транспортеров // Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 2018. №4. C. 42-52. doi:10.33092/0025-8326mp2018.4.42-52 7. Соколянская М.П. Токсикологическая и биохимическая характеристика процесса формирования резистентности у комнатной мухи (Musca domestica L.) к современным инсектицидам. Автореф. диссерт. на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений Российской академии сельскохозяйственных наук. Санкт-Петербург, 2007. 8. Соколянская М.П. Формирование резистентности к пиретроидам у личинок комнатной мухи Musca domestica // Агрохимия. 2014. № 3. С. 54-59. 9. Соколянская М.П., Амирханов Д.В. Физиолого-биохимические механизмы резистентности в популяциях членистоногих // Агрохимия. 2010. №11. С. 87. 10. Соколянская М.П., Гайфуллина Л.Р., Салтыкова Е.С., Николенко А.Г. Биохимические и клеточные механизмы устойчивости комнатной мухи (Musca domestica L.) к битоксибациллину // Агрохимия. 2016. № 1. С. 52-58. 11. Хрунин А.В. Биохимические и молекулярные аспекты метаболической устойчивости насекомых к инсектицидам // Агрохимия. 2001. № 7. С. 72 – 85. 12. Abbas N., Shad S.A., Ismail M. Resistance to Conventional and New Insecticides in House Flies (Diptera: Muscidae) From Poultry Facilities in Punjab, Pakistan // Journal of Economic Entomology. 2015. V.108 (2). P.826-833. doi:10.1093/jee/tou057 13. Ahmad M., Hollingworth R.M. Synergism of insecticides provides evidence of metabolic mechanisms of resistance in the obliquebanded leafroller Choristoneura rosaceana (Lepidoptera: Tortricidae) // Pest Manag Sci. 2004. V.60(5). P.465-473. doi:10.1002/ps.829 14. Ameen A., Kaakeh W., Bennett G.W. Integration of chlorfenapyr into a management program for German cockroach (Dictyoptera: Blattellidae) // J. Agric. Urban Entomol. 2000. V.17. P. 135-142. 15. Amelia-Yap Z.H., Sofian-Azirun M., Chen C.D., Suana I.W., Lau K.W., Elia-Amira N.M.R., Haziqah-Rashid A., Tan T.K., Lim Y.A.L., Low V.L. Pyrethroids Use: Threats on Metabolic-Mediated Resistance Mechanisms in the Primary Dengue Vector Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) // Journal of Medical Entomology. 2019. V.56 (3). P.811–816. doi:10.1093/jme/tjz007 16. Aponte A., Penilla R.P., Rodríguez A.D., Ocampo C.B. Mechanisms of pyrethroid resistance in Aedes (Stegomyia) aegypti from Colombia // Acta Tropica. 2019. V.191. P. 146-154. doi:10.1016/j.actatropica.2018.12.021 17. Buczkowski G., Scharf M. E., Ratliff C. R., Bennett G. W. Efficacy of simulated barrier treatments against laboratory colonies of Pharaoh ant // J. Econ. Entomol. 2005. V. 98. P. 485-492. doi:10.1093/jee/98.2.485 18. Byford R.L., Craig M.E., Crosby B.L. A review of ectoparasites and their effect on cattle production. // J Anim Sci. 1992. V.70(2). P. 597-602. doi:10.2527/1992.702597x 19. Emtithal A.E.-S., Thanaa A.El-B. Efficacy of some insecticides on field populations of Culex pipiens (Linnaeus) from Egypt // J.Basic Appl. Zool. 2012. V. 65. P. 62-73. doi:10.1016/j.jobaz.2012.07.005 20. Farooq M., Freed S. Mortality, Biological, and Biochemical Response of Musca domestica (Diptera: Muscidae) to Selected Insecticides // J. Entomol. Sci. 2018. V. 53. P. 27-45. doi:10.18474/jes17-22.1 21. Förster M., Klimpel S., Mehlhorn H., Sievert K., Messler S., Pfeffer K. Pilot study on synanthropic flies (e.g. Musca, Sarcophaga, Calliphora, Fannia, Lucilia, Stomoxys) as vectors of pathogenic microorganisms // Parasitology Research. 2007. V.101. P.243–246. doi:10.1007/s00436-007-0522-y 22. Glantz S.A. Primer of Biostatistics. McGraw-Hill, Inc. Translation from English. Moscow, Practica Publ., 1999. 459 p. 23. Guglielmone A.A., Volpogni M.M., Scherling N., Cobeñas M.M., Mangold A. J., Anziani O. S., loppolo M., Doscher M. Chlorfenapyr ear tags to control Haematobia irritans (L.) (Diptera: Muscidae) on cattle // Vet. Parasitol. 2000. V.93(1). P. 77-82. doi:10.1016/s0304-4017(00)00335-6 24. Hodgson E. The significance of cytochrome P-450 in insects // Insert Biochem. 1983. V.13.(3). P 237-251. doi:10.1016/0020-1790(83)90044-6 25. Khan H.A.A., Akram W., Iqbal J., Naeem-Ullah U. Thiamethoxam Resistance in the House Fly, Musca domestica L.: Current Status, Resistance Selection, Cross-Resistance Potential and Possible Biochemical Mechanisms // PLoS ONE. 2015. V.10(5): e0125850. doi:10.1371/journal.pone.0125850 26. Kristensen M. Glutathione S-transferase and insecticide resistance in laboratory strains and field populations of Musca domestica // Journal of Economic Entomology. 2005. V. 98(4). P. 1341-1348. doi:10.1603/0022-0493-98.4.1341 27. Li J., Wang Q., Zhang L., Gao X Characterization of imidacloprid resistance in the housefly Musca domestica (Diptera:Muscidae) // Pesticide Biochemistry and Physiology. 2012. V.102. P. 109-114. doi:10.1016/j.pestbp.2011.10.012 28. Li Q., Huang J., Yuan J. Status and preliminary mechanism of resistance to insecticides in a field strain of housefly (Musca domestica, L) // Revista Brasileira de Entomologia. 2018. Vol.62. P.311–314. doi:10.1016/j.rbe.2018.09.003 29. Li R., Wang K., Xia X. Resistance selection by meilingmycin and chlorfenapyr and activity changes of detoxicated enzymes in Tetranychus urticae // Acta Phytophylacica Sinica. 2005. V. 32(3). P.309-313. 30. Li X., Schuler M.A., Berenbaum M.R. Molecular mechanisms of metabolic resistance to synthetic and natural xenobiotics // Annual Review of Entomology. 2007. V.52. P.231–253. doi:10.1146/annurev.ento.51.110104.151104 31. Liu N., Yue X. Insecticide resistance and cross-resistance in house fly (Diptera: Muscidae) // J. Econ. Entomol. 2000. V 93. № 4. Р 1269-1275. doi:10.1603/0022-0493-93.4.1269 32. Low V.L., Chen C.D., Lee H.L., Tan T.K., Chen C.F., Leong C.S., et al. Enzymatic Characterization of Insecticide Resistance Mechanisms in Field Populations of Malaysian Culex quinquefasciatus Say (Diptera: Culicidae) // PLoS ONE. 2013. V.8(11): e79928. doi:10.1371/journal.pone.0079928 33. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with Folin phenol reagent // J. Biol. Chem. 1951. V. 193 (1). P. 265-275. 34. Markussen M.D.K., Kristensen M. Cytochrome P450 monooxygenase-mediated neonicotinoid resistance in the house fly Musca domestica L. // Pesticide Biochemistry and Physiology. 2010. V.98(1). P.50-58. doi:10.1016/j.pestbp.2010.04.012 35. Markussen M.D.K., Kristensen M. Spinosad resistance in female Musca domestica L. from a field derived population // Pest. Manag. Sci. 2012. V. 68. P. 75-82. doi:10.1002/ps.2223 36. Ministry of Health of Brazil. Quantification methodology for enzyme activity related to insecticide resistance in Aedes aegypti. Ministry of Health of Brazil, Fundação Oswaldo Cruz. Brasília : Ministério da Saúde. 2006. 128 p. 37. N'Guessan R., Boko P., Odjo A., Akogbeto M., Yates A., Rowland M. Chlorfenapyr: a pyrrole insecticide for the control of pyrethroid or DDT resistant Anopheles gambiae (Diptera: Culicidae) mosquitoes // Acta Tropica. 2007. V.102. P.69-78. doi:10.1016/j.actatropica.2007.03.003 38. N’Guessan R., Boko P., Odjo A., Knols B., Akogbeto M., Rowland M. Control of pyrethroid‐resistant Anopheles gambiae and Culex quinquefasciatus mosquitoes with chlorfenapyr in Benin // Tropical Medicine & International Health. 2009. V.14. P. 389-395. doi:10.1111/j.1365-3156.2009.02245.x 39. Qayyum M.A., Wakil W., Arif M.J., Sahi S.T., Saeed N.A., Russell D.A. Multiple Resistances Against Formulated Organophosphates, Pyrethroids, and Newer-Chemistry Insecticides in Populations of Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) from Pakistan // Journal of Economic Entomology. 2015. V.108(1). P. 286–293. doi:10.1093/jee/tou037 40. Romero A., Potter M.F., Haynes K.F. Evaluation of chlorfenapyr for control of the bed bug, Cimex lectularius L. // Pest Manag. Sci. 2010. V.66. P. 1243-1248. doi:10.1002/ps.2002 41. Rust M.K., Saran R.K. Toxicity, repellency, and transfer of chlorfenapyr against western subterranean termites (Isoptera: Rhinotermitidae). // J. Econ. Entomol. 2006. V.99 (3). P. 864-872. doi:10.1093/jee/99.3.864 42. Sarkar M., Bhattacharyya I.K., Borkotoki A., Goswami D., Rabha B., Baruah I., Srivastava R.B. Insecticide resistance and detoxifying enzyme activity in the principal bancroftian filariasis vector, Culex quinquefasciatus, in northeastern India // Medical and Veterinary Entomology. 2009. V. 23(2). V. 122-131. doi:10.1111/j.1365-2915.2009.00805.x 43. Scott J., Warren W.C., Beukeboom L.W., Bopp D., Clark A.G. et al. Genome of the house fly, Musca domestica L., a global vector of diseases with adaptations to a septic environment // Genome Biology. 2014. V.15. P.466. doi:10.1186/s13059-014-0466-3 44. Serebrov V.V., Gerber O.N., Malyarchuk A.A., Martemyanov V.V., Alekseev A.A., Glupov V.V. Effect of Entomopathogenic Fungi on Detoxification Enzyme Activity in Greater Wax Moth Galleria mellonella L. (Lepidoptera, Pyralidae) and Role of Detoxification Enzymes in Development of Insect Resistance to Entomopathogenic Fungi // Biology Bulletin. 2006. V. 33 (6). P. 581-586. doi:10.1134/s1062359006060082 45. Sparks T.C., Crossthwaite A.J., Nauen R., Banba S., Cordova D., Earley F., Ebbinghaus-Kintscher U., Fujioka S., Hirao A., Karmon D., Kennedy R., Nakao T., Popham H.J.R., Salgado V., Watson G.B., Wedel B.J., Wessels F.J. Insecticides, biologics and nematicides: Updates to IRAC’s mode of action classification - a tool for resistance management // Pesticide Biochemistry and Physiology. 2020. V. 167:104587. doi:10.1016/j.pestbp.2020.104587 46. Ullah S., Shah RM, Shad SA. Genetics, realized heritability and possible mechanism of chlorfenapyr resistance in Oxycarenus hyalinipennis (Lygaeidae: Hemiptera) // Pesticide Biochemistry and Physiology. 2016. V. 133. P. 91-96. doi:10.1016/j.pestbp.2016.02.007 47. United States Environmental Protection Agency. Fact Sheets on New Active Ingredients. Pesticide Fact Sheet: Chlorfenapyr [pdf]. 2001. Available at: https://www3.epa.gov/pesticides/chem_search/reg_actions/registration/fs_PC-129093_01-Jan-01.pdf (accessed 10 August 2020). 48. Van Leeuwen T., Stillatus V., Tirry L. Genetic analysis and cross-resistance spectrum of a laboratory-selected chlorfenapyr resistant strain of two-spotted spider mite (Acari: Tetranychidae) // Exp Appl Acarol. 2004. V.32(4). P. 249-261. doi:10.1023/b:appa.0000023240.01937.6d 49. Van Leeuwen T., Van Pottelberge S., Tirry L. Comparative acaricide susceptibility and detoxifying enzyme activities in field-collected resistant and susceptible strains of Tetranychus urticae // Pest Manag Sci. 2005. V.61(5). V.499-507. doi:10.1002/ps.1001 50. Wang X., Wang J., Cao X et al. Long-term monitoring and characterization of resistance to chlorfenapyr in Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae) from China // Pest Manag Sci. 2019. V.75(3). P. 591-597. doi:10.1002/ps.5222 51. Wang Z., Liu S., Yang B., Liu Z. Characterization of soluble and membrane-bound alkaline phosphatase in Nilaparvata lugens and their potential relation to development and insecticide resistance // Arch. Insect Biochem. Physiol. 2011. V. 78. P. 30-45. doi:10.1002/arch.20437 52. Wen Z., Scott J.G. Cross-resistance to imidacloprid in strains of German cockroach (Blattella germanica) and house fly (Musca domestica) // Pestic. Sci. 1997. V 49. P. 367-371. doi:10.1002/(sici)1096-9063(199704)49:4<367::aid-ps542>3.0.co;2-l 53. Zhang L., Gao X., Liang P. Beta-cypermethrin resistance associated with high carboxylesterase activities in a strain of house fly, Musca domestica (Diptera: Muscidae) // Pesticide Biochemistry and Physiology. 2007. V. 89(1). P. 65-72. doi:10.1016/j.pestbp.2007.03.001 54. Zhang S., Zhang X., Shen J., Mao K., You H., Li J. Susceptibility of field populations of the diamondback moth, Plutella xylostella, to a selection of insecticides in Central China // Pesticide Biochemistry and Physiology. 2016. V.132. P. 38-46. doi:10.1016/j.pestbp.2016.01.007 55. Zhang Y., Wang Y., Ma Z., Zhai D., Gao X., Shi X. Cytochrome P450 monooxygenases-mediated sex-differential spinosad resistance in house flies Musca domestica (Diptera: Muscidae) // Pesticide Biochemistry and Physiology. 2019. V.157. P. 178-185. doi:10.1016/j.pestbp.2019.03.024 56. Zhang, Y., Guo, M., Ma, Z. et al. Esterase-mediated spinosad resistance in house flies Musca domestica (Diptera: Muscidae) // Ecotoxicology. 2020. V.29. P. 35–44. doi:10.1007/s10646-019-02125-y 57. Zhao Y., Wang Q., Ding J., Wang Y., Zhang Z., Liu F., Mu W. Sublethal effects of chlorfenapyr on the life table parameters, nutritional physiology and enzymatic properties of Bradysia odoriphaga (Diptera: Sciaridae) // Pesticide Biochemistry and Physiology. 2018. V. 148. P. 93-102. doi:10.1016/j.pestbp.2018.04.003 58. Zhu F., Lavine L., O'Neal S., Lavine M., Foss C., Walsh D. Insecticide Resistance and Management Strategies in Urban Ecosystems // Insects. 2016. V.7: 2. doi:10.3390/insects7010002