Thuốc trừ sâu là gì? Các công bố khoa học về Thuốc trừ sâu

Glutathione transferases (GSTs) là một gia đình enzyme đa dạng được tìm thấy phổ biến ở các sinh vật hiếu khí. Chúng đóng vai trò trung tâm trong việc giải độc cả các hợp chất nội sinh và ngoại vi, đồng thời cũng tham gia vào việc vận chuyển trong tế bào, tổng hợp hormone và bảo vệ chống lại căng thẳng ôxy hóa. Mối quan tâm về GST ở côn trùng chủ yếu tập trung vào vai trò của chúng trong tình trạng kháng thuốc trừ sâu. GST có khả năng chuyển hóa thuốc trừ sâu bằng cách hỗ trợ quá trình khử dehydrochlor hóa hoặc thông qua các phản ứng liên hợp với glutathione đã khử, để tạo ra các chất chuyển hóa tan trong nước dễ dàng hơn để thải ra ngoài. Bên cạnh đó, chúng còn góp phần loại bỏ các gốc tự do oxy độc hại được sinh ra thông qua hoạt động của thuốc trừ sâu. Việc chú thích bộ gen của Anopheles gambiae và Drosophila melanogaster đã tiết lộ đầy đủ quy mô của gia đình enzyme này ở côn trùng. Bài đánh giá ngắn này mô tả gia đình enzyme GST ở côn trùng, tập trung cụ thể vào vai trò của chúng trong việc gây ra tình trạng kháng thuốc trừ sâu.

Khả năng kháng thuốc trừ sâu cao do acetylcholinesterase (AChE) không nhạy cảm đã xuất hiện ở muỗi. Một đột biến đơn lẻ (G119S của gen ace‐1) giải thích cho khả năng kháng thuốc trừ sâu cao này ở Culex pipiens và trong Anopheles gambiae. Để cung cấp tài liệu tốt hơn về gen ace‐1 và ảnh hưởng của đột biến G119S, chúng tôi trình bày một mô hình cấu trúc ba chiều của AChE, cho thấy rằng sự thay thế độc đáo này được định vị trong lỗ oxyanion, giải thích về tính không nhạy cảm với thuốc trừ sâu và sự can thiệp của nó với các chức năng xúc tác của enzyme. Khi G119S tạo ra một vị trí hạn chế, một thử nghiệm PCR đơn giản đã được xây dựng để phát hiện sự hiện diện của nó ở cả A. gambiae và C. pipiens, hai loài muỗi thuộc các tông khác nhau (Culicinae và Anophelinae). Có khả năng rằng đột biến này cũng giải thích cho khả năng kháng thuốc cao được tìm thấy ở các loài muỗi khác, và các kết quả hiện tại cho thấy rằng thử nghiệm PCR phát hiện đột biến G119S trong véc tơ sốt rét A. albimanus. Do đó, G119S đã xảy ra độc lập ít nhất bốn lần trong muỗi và thử nghiệm PCR này có khả năng áp dụng rộng rãi trong họ Culicidae.

Kênh natri điều chế bởi điện áp là mục tiêu chính của thuốc trừ sâu DDT và pyrethroid, và những đột biến điểm trong vùng miền II của protein kênh đã được liên kết với kiểu hình kháng knockdown (kdr) ở một số loài côn trùng. Chúng tôi báo cáo rằng một trong các đột biến này, một sự thay thế leucine thành phenylalanine trong đoạn màng xuyên qua IIS6, cũng được tìm thấy ở một số dòng rệp kháng thuốc, Myzus persicae. Đột biến này có mặt trong bốn dòng có gen esterase E4 cường độ cao, nhưng không có mặt trong cả hai dòng nhạy cảm và những dòng có gen FE4 cường độ cao. Sự hiện diện suy diễn của kháng loại kdr trong bốn dòng E4 sau đó đã được xác nhận qua các thử nghiệm sinh học cho thấy đây là cơ chế chính của kháng thuốc đối với deltamethrin và DDT, mặc dù cơ chế dựa trên esterase cũng góp phần vào mức độ kháng deltamethrin tổng thể. Đột biến kdr một mình đã mang lại 35 lần kháng lại deltamethrin và điều này đã được nâng cao lên tới 540 lần khi nó có mặt trong bối cảnh esterase cao (E4). Cơ chế esterase (FE4) kém hiệu quả hơn nhiều mà không có đột biến kdr, chỉ mang lại kháng 3-4 lần đối với deltamethrin. Những phát hiện này và sự liên kết mất cân bằng của đột biến kdr trong các dòng sản xuất quá mức esterase E4 có ý nghĩa quan trọng cho sự tiến hóa của kháng thuốc ở côn trùng này và đối với việc sử dụng các loại thuốc xịt pyrethroid trong quản lý quần thể M. persicae tại hiện trường.