IGluCl在灰飞虱对苯基吡唑类杀虫剂抗性中的作用

抑制性谷氨酸门控氯离子通道（IGluCls）主要介导神经和肌肉细胞中抑制性的神经传递,目前仅在无脊椎动物中发现,是高选择性杀虫剂的理想靶标。其对控制吞咽、运动、感知、嗅觉记忆及保幼激素的生物合成等可能起关键作用。苯基吡唑类杀虫剂由于其高选择性和对狄氏剂抗性的昆虫具有较高的活性，因此除GABA受体外，IGluCl可能是其另一作用靶标。本研究以对氟虫腈产生极高水平抗性的灰飞虱（RR为400多倍）为研究对象，运用简并引物PCR和半巢式PCR技术，克隆抗性灰飞虱IGluCl的基因片段，并与敏感品系的受体基因片段相比，找到氨基酸突变位点，并进一步通过氨基酸替换的方法研究氨基酸突变对离子通道功能的影响，进而明确IGluCl在灰飞虱对苯基吡唑类杀虫剂抗性中的作用。开展本项研究，不但可以丰富杀虫剂毒理学的研究内容，还可以为新的高效、高选择性杀虫剂的开发研究奠定理论基础，具有很高的理论和应用价值。

谷氨酸和GABA门控氯离子通道（GluCls和GABACls）均属于半胱氨酸环配体门控离子通道家族，两者在无脊椎动物神经系统中介导快速的抑制性神经传递。在线虫和昆虫中，GABA受体被认为是苯基吡唑类杀虫剂的主要靶标，而GluCls在该类杀虫剂中的作用则未见报道。本研究克隆了对苯基吡唑类杀虫剂氟虫腈抗性和敏感灰飞虱品系的GluCl和GABACls基因。在GluCls基因中，未发现抗性灰飞虱品系中存在突变位点，但研究中发现灰飞虱中存在六类不同的GluCls基因剪接体(LsGluCl-AS，BS，CS，AL，BL 和 CL)，不同剪接体在灰飞虱不同发育阶段和组织中表达量有显著差异，所有剪接体均在头部有较高表达；有趣的是，抗性品系中LsGluClA型的表达水平比敏感品系显著降低；电生理学研究表明，LsGluCl-AL和LsGluCl-AS对内源性配体谷氨酸以及通道阻断剂木防己苦毒素（picrotoxin，PTX）和氟虫腈敏感性均无显著差异。因此现阶段的研究表明GluCl现阶段很可能未参与灰飞虱对氟虫腈的抗性，但在GABACls家族rdl基因中，灰飞虱抗性种群中存在A302N的点突变，采用显微注射的方法，干扰rdl基因能够显著降低Lsrdl基因的表达量（最低下调了82%），并能降低敏感或抗性种群灰飞虱对氟虫腈的敏感性，因此该点突变在灰飞虱对氟虫腈的抗性中贡献应更大。本项目对灰飞虱GluCls和GABACls基因的研究将有助于针对该类靶标开发更加高效的杀虫剂用于害虫防治。