阿維菌素類殺蟲劑是一類由土壤鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生的高效、廣譜的化學(xué)農(nóng)藥,由于長(zhǎng)期廣泛使用,害蟲對(duì)阿維菌素產(chǎn)生了嚴(yán)重的抗藥性。長(zhǎng)期以來,昆蟲對(duì)阿維菌素穿透抗性的研究一直未能得到有效開展,其發(fā)生機(jī)制也一直是個(gè)謎。
中國科學(xué)院動(dòng)物研究所伍一軍等研究人員通過利用長(zhǎng)期壓力篩選獲得的抗阿維菌素果蠅(抗性品系果蠅),將其與阿維菌素敏感品系果蠅進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)抗性品系果蠅幼蟲存在穿透抗性,并且穿透抗性的產(chǎn)生是由于抗性品系幼蟲中表皮幾丁質(zhì)層增厚和阿維菌素外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白?P-糖蛋白(P-gp)表達(dá)量增加所引起。同時(shí),抗性品系幼蟲中表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)信號(hào)通路的激活導(dǎo)致了其幾丁質(zhì)合成酶(DmeCHS1和DmeCHS2)和P-gp的表達(dá)上調(diào),從而引起幾丁質(zhì)層的增厚和P-gp外排阿維菌素能力的增加。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)阿維菌素直接與EGFR分子相互作用后激活EGFR及其下游信號(hào)通路。這些結(jié)果揭示了昆蟲對(duì)阿維菌素穿透抗性產(chǎn)生的機(jī)理:阿維菌素直接與EGFR發(fā)生相互作用并導(dǎo)致EGFR/Akt/ERK/Relish信號(hào)的激活,引起DmeCHS1/2和P-gp的表達(dá)上調(diào),最終導(dǎo)致穿透抗性的形成。這一獨(dú)特的抗性機(jī)理的發(fā)現(xiàn),不僅豐富了昆蟲抗藥性理論,也將為生產(chǎn)實(shí)踐中采取有效措施減緩害蟲對(duì)殺蟲劑的抗藥性的形成提供重要的科學(xué)依據(jù)。