Биологические науки/7. Зоология/9. Биохимия и биофизика

К.б.н. Соколянская М. П.

Институт биохимии и генетики УНЦ РАН, Россия

РОЛЬ ДЕТОКСИЦИРУЮЩИХ ФЕРМЕНТОВ В ФОРМИРОВАНИИ УСТОЙЧИВОСТИ ЛИЧИНОК КОМНАТНОЙ МУХИ К ДЕЛЬТАМЕТРИНУ

Одним из основных механизмов устойчивости к инсектицидам является биохимический, который связан с увеличением активности детоксицируюших ферментов. К этой группе ферментов относятся монооксигеназы, неспецифические эстеразы и глутатион-S-трансферазы. Основную роль в деградации пиретроидов играют монооксигеназы, но и остальные ферменты также принимают участие в инактивации этого класса инсектицидов. Ранее нами было показано, что у имаго комнатной мухи неспецифические эстеразы активизируются на начальных этапах селекции дельтаметрином, а трансферазы – гораздо позднее [1]. В данной работе изучалась роль этих двух ферментов при селекции тем же инсектицидом личинок комнатной мухи.

Водные растворы дельтаметрина (ФАС, 1% ВРТ) добавляли личинкам III возраста в корм – пшеничные отруби. Стаканчики содержали при 25°С, учет проводили после вылета имаго. В каждом 6-м поколении проверяли изменение чувствительности насекомого к препарату и активности детоксицирующих ферментов. В биохимических исследованиях использовали гомогенаты целых личинок комнатной мухи. Активность неспецифических эстераз определяли по скорости гидролиза α-нафтилацетата [2]. Активность глутатион-S-трансфераз (ГSТ) определяли по методу Хабига [3]. Концентрацию белка определяли по Лоури [4].

Уже в 6-м поколении устойчивость к дельтаметрину у личинок достигла значительной величины (ПР=11) и в процессе селекции неуклонно возрастала (ПР=58 в 30-м поколении). Активность неспецифических эстераз у личинок селектированной линии возросла почти в 2 раза также к 6-му поколению (рис. 1) и в процессе селекции имела тенденцию к увеличению, что говорит о безусловной роли этих ферментов в формировании резистентности. Активность глутатион-S-трансфераз также повысилась, но, тем не менее, активность этих ферментов была ниже, чем активность эстераз. В целом, изменение активности детоксицирующих ферментов у личинок при селекции происходило так же, как и у имаго.

Неспецифические эстеразы Глутатион-S-трансферазы

Рис. 1. Изменение активности детоксицирующих ферментов личинок комнатной мухи в процессе селекции дельтаметрином (нормировано по чувствительной линии).

Полученные нами данные согласуются с данными других исследователей. С помощью синергистов эстераз было установлено, что эти ферменты вносят вклад в устойчивость к пиретроидам у совок Trichoplusia ni и Spodoptera littoralis, табачной белокрылки Bemisia tabaci, булавоусого хрущака Tribolium castaneum и комнатной мухи Musca domestica [5]. Положительная корреляция между повышенной активностью эстераз и глутатион-S-трансфераз и резистентностью к дельтаметрину подтверждает, что эти ферменты включены в адаптивный ответ яблонной плодожорки Cydia pomonella к пиретроидным обработкам в теплицах Нидерландов [6]. В формировании устойчивости к пиретроидам комаров Aedes aegypti в одной из провинций Таиланда также играют роль оба фермента [7].

Таким образом, как и у имаго, неспецифические эстеразы включаются в формирование устойчивости личинок комнатной мухи к дельтаметрину уже на начальных этапах селекции, а глутатион-S-трансферазы – на более поздних этапах.

Литература

1. Соколянская М.П. Токсикологическая и биохимическая характеристика процесса формирования резистентности у комнатной мухи (Мusca domestica L.) к современным инсектицидам // Дис. … канд. биол. наук. С-Пб.: ВИЗР. 2007. 142 с.

2. Van Asperen K. A study of housefly esterases by means of a sensetive calorimetric method // J. Insect. Physiol. 1962. V. 8. P. 401-416.

3. Habig W.H., Pabst H.J., Jacoby W.B. Glutathione-S-transferases. The first engymatic step in mercapturic acid formation // J. Biol. Chem. 1974. V.249. № 22. P. 7130-7139.

4. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Falin-phenol reagent // J. Biol. Chem. 1951. V. 193. P. 265.

5.Ishaaya I. Insect detoxifying enzymes: Their importance in pesticide synergism and resistance // Insect Biochemistry and Physiology. 1993. V. 22. № 1-2. P.263–276.

7. Bouvier J.C., Boivin T., Beslay D., Sauphanor B. Age-dependent response to insecticides and enzymatic variation in susceptible and resistant codling moth larvae // Insect Biochem. Physiol. 2002. V. 51. № 2. P. 55-66.

8. Paeporn P., Supaphathom K., Srisawat R., Komalamisra N., Deesin V., Ya-umphan P. Biochemical detection of pyrethroid resistance mechanism in Aedes aegypti in Ratchaburi province, Thailand // Trop Biomed. 2004. V. 21. P. 145-151.