بررسي ويژگيهاي بيوشيميايي و سم شناسي آنزيم استيل كولين استراز در كنه هاي دو لكه اي مقاوم و حساس به كلرپايريفوس

Toxicological and biochemical characterizations of acetylcholinesterases in chlorpyrifos-susceptible and resistant populations of two spotted spider mite, Tetranychusurticae Koch

غيرحساس شدن آنزيم استيل كولين استراز به تركيبات فسفره آلي در كنه دو لكه اي T. urticae، نقش اساسي در مقاومت به اين تركيبات دارد. در اين مطالعه، ويژگيهاي بيوشيميايي و سم شناسي اين آنزيم در كنه هاي مقاوم و حساس به كلرپايريفوس مورد بررسي قرار گرفت. كنه هاي مورد مطالعه از اصفهان (ISR)، يزد (Yz) و رشت (GUS2) جمع آوري و بر اساس ژن كدكننده آنزيم سيتوكروم اكسيداز ? (COI) ميتوكندريايي شناسايي شدند. آزمونهاي زيست سنجي نشان داده بود كه نسبت مقاومت به كلرپايريفوس در جمعيتهاي ISR وYz در مقايسه با جمعيت GUS2 به ترتيب 9/176 و 78/9 مي باشد. تعيين فعاليت ويژه AChE با استفاده از سوبستراهاي مخثلف نشان داد كه جمعيت مقاوم داراي بيشترين و جمعيت حساس داراي كمترين فعاليت ويژه آنزيمي است، همچنين تغيير در تحرك الكتروفورزي استيل كولين استراز ISR و شدت بيشتر باند مربوطه در حضور كلرپايريفوس اكسان در اين جمعيت، وجود تغيير در اين آنزيم را تاييد كرد. در ادامه، اثر بازدارندگي 11 آفت كش فسفره آلي و كاربامات به منظور تاييد نقش اين آنزيم در مقاومت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاكي از اين بود كه IC50 مهاركننده ها در AChE جمعيت مقاوم و نيمه مقاوم به ترتيب از جمعيت حساس بالاتر مي باشد. در نتيجه نتايج نشان مي-دهد كه تغييراتي در مكان هدف اين آنزيم و يا در اطراف آن ايجاد شده كه موجب تحرك الكتروفورزي متفاوت، تمايل كمتر آنزيم به سوبسترا و به تبع آن حساسيت كمتر به آفت كشهاي فوق كه به صورت رقابتي با سوبسترا عمل مي كنند، شده است.

The enzyme acetylcholinesteraseinsensitivity plays a major role in organophosphate insecticides resistance in T.Urticae (Acari: Tetranychidae). In this study, toxicological and biochemical resistant mechanisms to chlorpyrifos in three populations of spider mites were surveyed. Mites were first collected in Isfahan (ISR), Yazd (Yz) and Guilan (GUS2) provinces and identified based on mitochondrial cytochrome oxidase sequences. The bioassay results showed that resistance ratios of ISR and Yz populations to chlorpyrifoswere 176.9- and 9.78-fold compared to the GUS2 population, respectively. Determination of acetylcholinesterase activity with different substrates showed that resistant and susceptible strains have the highest and the lowest specific activity, respectively. In addition, AChE zymogram analyses were investigated in all populations. Lower acetylcholinesterase electrophoretic mobility in ISR population and high acetylcholinesterase band intensity of ISR population in presence of chlorpyrifos-oxon showed that resistance population has altered AchE. For determining the role of acetylcholinesterase insensivity in resistant mechanism, inhibitory effectof 11 inhibitors including OPs and carbamates on this enzyme were investigated in this study.IC50 of all inhibitors on acetylcholinesterase from ISR and Yz populations were higher than GUS2 population respectively. The results suggest that some modification occurred at the active site of the enzyme that reduces the AChE affinity to substrates and subsequently led to differences in electrophoretic mobility and insensivity of enzyme to OPs and carbamate inhibitors as competitive inhibitors.