Sự điều chỉnh của sự không ổn định phát triển và khả năng sinh sản: Đề kháng malathion ở ruồi cắn cừu Úc, Lucilia cuprina

Springer Science and Business Media LLC - Tập 89 - Trang 67-76 - 1993
J. A. McKenzie1, K. O'Farrell1
1Department of Genetics, University of Melbourne, Parkville, Australia

Tóm tắt

Sự tiến hóa của khả năng đề kháng với malathion ở Lucilia cuprina ban đầu dẫn đến sự gia tăng không đối xứng dao động. Các con ruồi đề kháng có bất lợi chọn lọc tương đối so với những con nhạy cảm, khi không có sự hiện diện của thuốc trừ sâu. Một yếu tố điều chỉnh khả năng sinh sản/không đối xứng của các kiểu hình đề kháng diazinon giảm nhẹ những tác động này, dẫn đến các kiểu hình đề kháng malathion có khả năng sinh sản và không đối xứng tương tự như những kiểu hình nhạy cảm. Đối với chín tổ hợp kiểu gen của yếu tố điều chỉnh và alen đề kháng malathion, thời gian phát triển tăng tuyến tính theo mức độ không đối xứng. Tỷ lệ nở trứng giảm tuyến tính theo mức độ không đối xứng. Tác động phá vỡ ban đầu của alen đề kháng malathion có tính chất chi phối một phần, trong khi tác động của yếu tố điều chỉnh lại chi phối hoàn toàn. Kết quả được thảo luận dưới góc độ sự rối loạn phát triển, việc ước lượng sự không đối xứng và khả năng sinh sản tương đối để xem liệu có đủ để sử dụng thay đổi trong không đối xứng dao động như một biện pháp về sự không ổn định phát triển hay không. Được gợi ý rằng trong một số trường hợp, sự không đối xứng có thể chỉ ra sự không ổn định phát triển và rằng các hệ thống đề kháng diazinon/malathion ở L. cuprina có thể cho phép xác định tầm quan trọng tương đối của các rối loạn phát triển do di truyền và/hoặc môi trường.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Artavanis-Tsakonas, S., 1988. The molecular biology of the Notch locus and the fine tuning of differentiation in Drosophila. Trends in Genetics 4: 95–101. Clarke, G. M. & J. A. McKenzie, 1987. Developmental stability of insecticide resistant phenotypes in blowfly; a result of canalizing natural selection. Nature 325: 345–346. Clarke, G. M. & J. A. McKenzie, 1992. Coadaptation, developmental stability, and fitness of insecticide resistance genotypes in the Australian sheep blowfly, Lucilia cuprina: a review. Acta. Zool. Fennica 191: 107–110. Clarke, G. M. & L. J. McKenzie, 1992a. Fluctuating asymmetry as a quality control indicator for insect mass rearing processes. J. Econ. Entomol. (In Press). Clarke, G. M. & T. J. Ridsdill-Smith, 1990. The effect of avermectin B1, on developmental stability in the bush fly, Musca vetustissima, as measured by fluctuating asymmetry. Entomol. exp. appl. 54: 265–269. Clarke, G. M., B. P. Oldroyd & P. Hunt, 1992. The genetic basis of developmental stability in Apis mellifera: heterozygosity versus genic balance. Evolution 46: 753–762. Graham, J. H., 1992. Genomic coadaptation and developmental stability in hybrid zones. Acta Zool. Fennica 191: 121–131. Graham, J. H., D. C. Freeman & J. M. Emlen, 1993. Antisymmetry, directional asymmetry and dynamic morphogenesis. Genetica (This Volume). Hoffmann, A. A. & P. A. Parsons, 1991. Evolutionary genetics and environmental stress. Oxford University Press, Oxford. Hortsch, M. & C. S. Goodman, 1991. Cell and substrate adhesion molecules in Drosophila. Ann. Rev. Cell. Biol. 7: 505–557. Hughes, P. B. & A. L. Devonshire, 1982. The biochemical basis of resistance to organophosphorus insecticides in the sheep blowfly, Lucilia cuprina. Pestic. Biochem. Physiol. 18: 289–297. Hughes, P. B. & J. A. McKenzie, 1987. Insecticide resistance in the Australian sheep blowfly, Lucilia cuprina: speculation, science and strategies, pp. 162–177 in: Combating resistance to Xenobiotics. Biological and chemical approaches, edited by M. G. Ford, D. W. Hollowman, B. P. S. Khambay and R. M. Sawicki, Ellis Horwood, Chichester. Hughes, P. B., P. E. Green & K. G. Reichmann, 1984. Specific resistance to malathion in laboratory and field populations of the Australian sheep blowfly Lucilia cuprina (Diptera: Calliphoridae). J. Econ. Entomol. 77: 1400–1404. Leary, R. F. & F. W. Allendorf, 1989. Fluctuating asymmetry as an indicator of stress: implications for conservation biology. Trends Ecol. Evol. 4: 214–217. Leary, R. F., F. W. Allendorf & K. L. Knudsen, 1992. Genetic, environmental and developmental causes of meristic variation in rainbow trout. Acta Zool. Fennica 191: 79–95. Markow, T. A. & J. P. Ricker, 1991. Developmental stability in hybrids between the sibling species pair, Drosophila melanogaster and Drosophila simulans. Genetica 84: 115–121. Maynard Smith, J., R. Burian, S. Kauffman, P. Alberch, J. Campbell, B. Goodwin, R. Lande, D. Raup & L. Wolpert, 1985. Developmental constraints and evolution Quart. Rev. Biol. 60: 266–287. Møller, A. P. & J. Höglund, 1992. Patterns of fluctuating asymmetry in avian feather ornaments: implications for models of sexual selection. Proc. Roy. Soc. Lond. B. 245: 1–5. McKenzie, J. A., 1987. Insecticide resistance in the Australian sheep blowfly - messages for pesticide usage. Chem. Ind. 8: 266–269. McKenzie, J. A., 1990. Selection at the dieldrin resistance locus in overwintering populations of Lucilia cuprina (Wiedemann). Aust. J. Zool. 38: 493–501. McKenzie, J. A., 1993. Measuring fitness and intergenic interactions: The evolution of resistance to diazinon in Lucilia cuprina. Genetica (In Press). McKenzie, J. A. & G. M. Clarke, 1988. Diazinon resistance, fluctuating asymmetry and fitness in the Australian sheep blowfly, Lucilia cuprina. Genetics 120: 213–220. McKenzie, J. A. & A. Y. Game, 1987. Diazinon resistance in Lucilia cuprina; mapping of a fitness modifier. Heredity 59: 381–391. McKenzie, J. A., P. Batterham & L. Baker, 1990. Fitness and asymmetry modification as an evolutionary process. A study in the Australian sheep blowfly, Lucilia cuprina and Drosophila melanogaster, pp. 57–73. In: Ecological and evolutionary genetics of Drosophila, edited by J. S. F. Baker, W. T. Starmer and R. J. MacIntyre, Plenum Press, New York. McKenzie, J. A., J. M. Dearn & M. J. Whitten, 1980. Genetic basis of resistance to diazinon in Victorian populations of the Australian sheep blowfly, Lucilia cuprina. Aust. J. Biol. Sci. 33: 85–95. McKenzie, J. A., J. M. Whitten & M. A. Adena, 1982. The effect of genetic background on the fitness of diazinon resistance genotypes of the Australian sheep blowfly, Lucilia cuprina. Heredity 49: 1–9. Palmer, A. R. & C. Strobeck, 1986. Fluctuating asymmetry: measurement, analysis, patterns. Ann. Rev. Ecol. System. 17: 391–421. Palmer, A. R. & C. Strobeck, 1992. Fluctuating asymmetry as a measure of developmental stability: Implications of non-normal distributions and the power of statistical tests. Acta Zool. Fennica 191: 57–72. Parker, A. G., R. J. Russell, A. C. Delves & J. G. Oakeshott, 1991. Biochemistry and physiology of esterases in organo-phosphate-susceptible and -resistant strains of the Australian sheep blowfly, Lucilia cuprina. Pest. Biochem. Physiol. 41: 305–318. Parsons, P. A., 1990. Fluctuating asymmetry: an epigenetic measure of stress. Biol. Rev. 65: 131–145. Parsons, P. A., 1991. Evolutionary rates: stress and species boundaries. Ann. Rev. Ecol. System. 22: 1–18. Parsons, P. A., 1992. Fluctuating asymmetry: a biological monitor of environmental and genomic stress. Heredity 68: 361–364. Raftos, D. A., 1986. The biochemical basis of malathion resistance in the Australian sheep blowfly, Lucilia cuprina. Pestic. Biochem. Physiol. 26: 302–309. Raftos, D. A. & P. B. Hughes, 1986. Genetic basis of a specific resistance to malathion in the Australian sheep blowfly, Lucilia cuprina (Diptera: Calliphoridae). J. Econ. Ent. 79: 553–557. Roush, R. T. & J. A. McKenzie, 1987. Ecological genetics of insecticide and acaricide resistance. Ann. Rev. Ent. 32: 361–380. Russell, R. J., M. M. Dumancic, G. G. Foster, G. L. Weller, M. J. Healy & J. G. Oakeshott, 1990. Insecticide resistance as a model system for studying molecular evolution, pp. 293–314. In: Ecological and evolutionary genetics of Drosophila, edited by J. S. F. Barker, W. T. Starmer and R. J. MacIntyre, Plenum Press, New York. Scharloo, W., 1991. Canalization: genetic and developmental aspects. Ann. Rev. Ecol. System. 22: 65–93. Sokal, R. R. & F. J. Rohlf, 1981. Biometry, 2nd edn., W. H. Freeman, San Francisco. Templeton, A. R., H. Hollocher, S. Lawler & J. S. Johnston, 1990. The ecological genetics of abnormal abdomen in Drosophila mercatorum, pp. 17–35. In: Ecological and evolutionary genetics of Drosophila, edited by J. S. F. Barker, W. T. Starmer and R. J. MacIntyre, Plenum Press, New York. Thornhill, R., 1992. Fluctuating asymmetry, interspecific agression and male mating tactics in two species of Japanese scorpion flies. Behav. Ecol. Sociobiol. 30: 357–363. Van Valen, L., 1962. A study of fluctuating asymmetry. Evolution 16: 125–142. Whitten, M. J., J. M. Dearn & J. A. McKenzie, 1980. Field studies on insecticide resistance in the Australian sheep blowfly, Lucilia cuprina. Aust. J. Biol. Sci. 33: 725–735.