在实验室条件下，幼虫的栖息环境对按蚊（Anopheles gambiae s.l.）的遗传性杀虫剂抗性及代谢酶的可塑性产生了不同的选择压力

《Scientific Reports》：Larval habitat drives differential selection pressures on genetic insecticide resistance and metabolic enzyme plasticity in Anopheles gambiae s.l during laboratory colonization

　　

摘要

蚊子对杀虫剂的抗性演变受到其发育过程中直接接触杀虫剂以及所处环境条件的影响。本研究采用实验进化方法，探讨了在连续10代中，蚊子幼虫的栖息环境如何选择其杀虫剂抗性特征。实验中，蚊子幼虫从加纳阿克拉的一个地点采集，并分别在不同类型的水中饲养：野外采集的水（FW）、去氯自来水（TW）和蒸馏水（DW），共培养了10代。每一代蚊子都通过世界卫生组织（WHO）规定的生物测定方法评估其对四类杀虫剂的敏感性；同时，还通过分子生物学手段检测了（L995F）和（G119S）靶点突变的频率。此外，还测定了解毒酶（P450单加氧酶、α-和β-羧酯酶）以及不敏感的乙酰胆碱酯酶的活性。此外，还分析了饲养用水的关键理化性质，以了解可能影响蚊子幼虫的环境因素。突变在去氯自来水中饲养的蚊子中迅速传播，到F2代时该突变已稳定存在，表明这种突变具有显著的水介导选择优势。在整个实验过程中，突变率从F0代的90–100%下降到F10代的约63%，而突变率则从60–90%稳步上升。在富含营养物质和离子的野外水中饲养的蚊子表现出更强的解毒酶活性，尤其是α-酯酶和混合功能氧化酶的活性，其活性比在TW和DW中高出多达32%，这表明自然环境因素能够诱导蚊子的表型可塑性。这些发现表明，蚊子幼虫的水生环境对其成虫阶段的杀虫剂抗性具有重要的遗传和生化基础。繁殖栖息地中的环境因素能够影响抗性发展轨迹，因此加强幼虫源头的管理不仅有助于减少蚊子种群数量，也有助于减缓抗性表型的选择和持续存在。