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为解决沙特阿拉伯家蝇对拟除虫菊酯（PYR）类杀虫剂的抗性问题，沙特国王沙特大学研究人员开展家蝇对溴氰菊酯（DM）抗性机制研究。结果发现 Vssc 突变是主要抗性机制，这为制定更有效的家蝇防治策略提供依据，强烈推荐科研读者阅读。
沙特国王沙特大学（King Saud University）植物保护系的研究人员 Ali A. Alzabib、Ali S. Al?Sarar 等人在《Parasites & Vectors》期刊上发表了题为 “Investigating the molecular mechanisms of deltamethrin resistance in Musca domestica populations from Saudi Arabia” 的论文。这篇论文在昆虫抗药性研究领域意义重大，为深入了解家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性机制提供了关键信息，有助于制定更有效的害虫防治策略，保护人类和动物免受家蝇携带病原体的威胁。
一、研究背景
家蝇（Musca domestica L.）是一种全球性的害虫，它就像一个 “移动的病原体库”，携带着病毒、细菌、真菌、原生动物和线虫等各种病原体 ，严重威胁着人类和动物的健康。为了控制家蝇数量，人们使出了浑身解数，从改善卫生条件、安装纱窗，到进行废物管理、利用生物防治手段，甚至使用杀虫剂。在众多防治方法中，杀虫剂是目前最为有效的手段，但家蝇却很 “狡猾”，它们对化学药剂产生了抵抗力，逐渐形成抗药性。
拟除虫菊酯（PYR）类杀虫剂在全球杀虫剂市场中占据着 30% 的份额，因其高效、低毒、降解快等优点，被广泛用于农业害虫和疾病传播媒介的防治。然而，随着使用频率的增加，家蝇对这类杀虫剂的抗性问题日益凸显。家蝇产生抗性主要有两种方式：一是电压门控钠离子通道（Vssc）基因发生击倒抗性（kdr）突变，导致靶位点不敏感；二是通过酶解毒作用，其中细胞色素 P450（CYP）依赖的单加氧酶等酶类发挥着重要作用。此前，已有多个国家报道了家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性现象，但沙特阿拉伯地区家蝇的抗性情况及相关分子机制尚不清楚。因此，开展这项研究迫在眉睫，它对于制定适合沙特地区的家蝇防治策略至关重要。
二、研究方法
- 家蝇的采集与饲养：研究人员像 “侦探” 一样，拿着捕虫网，在沙特阿拉伯的利雅得（Riyadh）、吉达（Jeddah）和塔伊夫（Taif）的屠宰场，小心翼翼地收集家蝇样本（每个种群约 100 只成年家蝇）。这些家蝇有的被直接用于分子分析，有的则被带回实验室，作为亲代让它们自由交配。其后代（F1 代，3 - 5 天龄）用于后续的毒性生物测定。同时，研究人员还引入了一种自 2006 年起就开始饲养的敏感实验室品系（LAB）作为对照。这些家蝇都被精心饲养在温度 25 ± 2 °C、相对湿度 30 - 40%、光照周期 12:12 h 的环境中，以 2% 奶粉和 10% 蔗糖的混合物为食。
- 杀虫剂及生物测定：研究中使用的杀虫剂是溴氰菊酯（DM），它的化学名称很长，[(S)-cyano-(3-phenoxyphenyl) methyl (1R,3R)-3-(2,2-dibromoethenyl)-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate, 98.6%]。研究人员采用点滴法来评估家蝇对 DM 的抗性水平。他们先将 90.5% 的 DM 配制成 10 mg/ml 的丙酮母液，然后稀释成不同浓度。对于 LAB 品系和不同地区的家蝇，设置的浓度有所不同。每个浓度处理都有 4 个重复，每个重复包含 20 只家蝇。在处理前，家蝇会被二氧化碳麻醉 20 秒，处理后的家蝇则被放置在特定环境中饲养，24 小时后观察并记录死亡率。
- 基因分型：从家蝇个体（包括野外采集的和经 DM 处理后存活的家蝇）中提取基因组 DNA，就像从 “宝箱” 中取出关键 “宝藏” 一样。研究人员使用 QIAamp DNA Mini Kit 试剂盒，按照标准流程进行操作，并通过 NanoDrop 分光光度计和琼脂糖凝胶来检测 DNA 的质量和数量。接着，利用聚合酶链反应（PCR）技术扩增 Vssc 和 P450 基因片段。针对不同的基因片段，研究人员设计了特定的引物。PCR 反应结束后，产物会在 1.5% 的琼脂糖凝胶上进行电泳，并用吖啶橙染色。最后，对 PCR 产物进行测序，通过与 NCBI GenBank 数据库比对，分析基因序列中的突变情况。
- 统计分析：运用概率单位分析来确定 DM 的半数致死剂量（LD50），通过计算抗性比（RR）来评估家蝇种群的抗性水平，并根据 RR 值对家蝇的抗性进行分类。同时，利用线性回归分析来探究 VSSC 和 P450 基因突变与 DM 抗性水平之间的相关性。所有统计分析均借助 SPSS 26 软件完成。
三、研究结果
- 家蝇对 DM 的敏感性：生物测定结果令人震惊，来自利雅得、吉达和塔伊夫屠宰场的家蝇种群对 DM 的抗性极强。吉达种群的 LD50 值最高，达到 1793 ng/fly，塔伊夫种群为 734 ng/fly，利雅得种群为 307 ng/fly，而 LAB 品系的 LD50 值仅为 2.87 ng/fly。计算得出的 RR 值显示，吉达、塔伊夫和利雅得种群的抗性倍数分别高达 625 倍、256 倍和 107 倍，属于极高抗性水平。这表明沙特阿拉伯这些地区的家蝇对 DM 已经产生了很强的抵抗力，常规使用的 DM 可能难以有效控制它们。
- 分子数据
- Vssc 单突变：研究人员针对 Vssc 基因的不同区域进行 PCR 扩增，发现 N 型（D600N 突变）区域在家蝇种群中未发生突变，但 kdrL1014F/H 和 T929I 突变在野外种群和存活个体中均有检测到。
- kdr-L1014F/H 突变：在三个野外种群中都发现了 kdr 1014 位置的两个抗性突变（L1014F/H），不过 1014F 仅在吉达和塔伊夫经 DM 处理后的存活家蝇中检测到。不同地区家蝇种群在 kdr 1014 基因型水平上存在差异，例如利雅得种群有 4 种基因型，吉达种群有 4 种基因型，塔伊夫种群有 6 种基因型。而且，塔伊夫种群经 DM 处理后的存活家蝇中，几乎都是纯合抗性基因型 F/F。
- T929I 突变：929I 抗性突变在三个野外种群中都存在，频率分别为利雅得 37.3%、吉达 63%、塔伊夫 33%。经 DM 处理后，存活家蝇中该突变的频率更高，利雅得为 90%、吉达为 86.7%、塔伊夫为 100%。在基因型方面，野外种群中存在 T/T、T/I 和 I/I 三种基因型，且不同地区频率不同；存活家蝇中基因型也发生了变化，如利雅得的幸存者中 I/I 基因型占主导。
- VSSC 等位基因和基因型：不同屠宰场家蝇种群中 VSSC 拟除虫菊酯抗性等位基因频率各不相同，吉达的抗性等位基因频率最高，达 77%。其中，1B 型（929I + 1014F）是最主要的抗性等位基因，在三个种群及其存活个体中都占主导地位。在基因型层面，不同地区家蝇种群和存活个体的基因型分布也有所差异。
- CYP6D1v1 基因分型：研究发现，沙特阿拉伯野外家蝇种群中存在 CYP6D1v1 抗性等位基因，利雅得、吉达和塔伊夫的频率分别为 71%、58% 和 60%。塔伊夫经 DM 处理后的存活家蝇中，该等位基因频率更高，达到 77%。从基因型频率来看，不同地区野外种群和存活家蝇也存在差异。
- Vssc 和 P450 突变与 DM 抗性水平的相关性：线性回归分析显示，VSSC 的 T929I 和 kdr-L1014F/H 突变与 RR 值呈强正相关，表明这些突变与家蝇对 DM 的抗性密切相关；而 P450 突变与 DM 抗性水平呈负相关，当 Vssc 和 P450 突变结合时，与 DM 抗性呈正相关。
四、研究结论与讨论
综合研究结果可知，沙特阿拉伯野外家蝇种群对拟除虫菊酯类杀虫剂 DM 表现出极高的抗性水平，且抗性分布较为广泛。家蝇种群具有较高的遗传多样性，研究人员从野外种群中鉴定出了三种 VSSC 抗性等位基因。进一步分析发现，Vssc 基因突变与家蝇对 DM 的抗性密切相关，是沙特家蝇野外种群对 DM 产生抗性的主要机制；而 P450 突变与 DM 抗性呈负相关，这表明在该研究种群中，P450 突变可能并非 DM 抗性的关键因素。
这项研究成果意义非凡。此前，沙特阿拉伯地区家蝇对拟除虫菊酯类杀虫剂抗性的相关分子机制并不明确，该研究填补了这一空白，为后续研究奠定了重要基础。通过明确家蝇的抗性机制，为沙特阿拉伯的家蝇防治工作提供了科学依据。研究人员建议，在沙特的家蝇防治项目中，应避免过度依赖拟除虫菊酯类杀虫剂，可考虑将其与作用于其他靶位点的杀虫剂轮换使用或替换，以延缓家蝇抗药性的发展，提高防治效果，保障人类和动物的健康安全。
