利用蛋白组学解析淡色库蚊对氯氰菊酯的抗性机制

中国血吸虫病防治杂志 ›› 2021, Vol. 33 ›› Issue (2): 189-.

利用蛋白组学解析淡色库蚊对氯氰菊酯的抗性机制

刘福岩1, 2，张倩3，郭秀霞1，宋晓1，张崇星1*

1 山东省寄生虫病防治研究所、山东第一医科大学（山东省医学科学院）（济宁272000）；2 济宁医学院附属医院检验科；3 山东省济宁市中医院

出版日期:2021-04-30 发布日期:2021-04-30
作者简介:刘福岩，女，本科，中级检验师。研究方向：病原生物学
基金资助:
国家自然科学基金（81672059、81871685）；山东省自然科学基金（ZR2017YL004）；山东省医药卫生科技发展计划（2018WSA302）

Study on the mechanism of resistance to cypermethrin in Culex pipiens pallens using proteomics

LIU Fu-Yan1, 2, ZHANG Qian3, GUO Xiu-Xia1, SONG Xiao1, ZHANG Chong-Xing1*

1 Shandong Institute of Parasitic Diseases, Shandong First Medical University & Shandong Academy of Medical Sciences, China; 2 Clinical Laboratory, Affiliated Hosptial of Jining Medical University, China; 3 Jining Municipal Hospital of Traditional Chinese Medicine, Shandong Province, China

Online:2021-04-30 Published:2021-04-30

摘要/Abstract

摘要： 目的　比较氯氰菊酯选育后抗性淡色库蚊与敏感淡色库蚊蛋白差异表达情况，揭示淡色库蚊抗氯氰菊酯杀虫剂的机制。方法　利用同位素相对和绝对定量（iTRAQ）技术，结合液相色谱/串联质谱（LC?MS/MS）分析技术，对氯氰菊酯敏感与抗性淡色库蚊进行蛋白组定量分析。结果　共鉴定出164种蛋白在氯氰菊酯抗性选育前后差异表达，其中上调蛋白54种、下调蛋白110种，大量细胞骨架结构与组成相关的表皮蛋白、幼虫表皮蛋白、蛹表皮蛋白及表皮结构成分蛋白在淡色库蚊氯氰菊酯抗性选育前后差异表达。通过平行反应监测验证了能量产生与转换、翻译、核糖体结构与生物发生、脂质转运与代谢、翻译后修饰、蛋白质周转、分子伴侣、细胞骨架、细胞内运输等13种类型的蛋白在淡色库蚊氯氰菊酯选育后差异表达，可作为潜在抗性发生标记物。结论　氯氰菊酯抗性淡色库蚊中同时存在表皮抗性及代谢抗性等多种杀虫剂抗性机制，与抗氯氰菊酯杀虫剂相关的表皮基因及细胞色素P450蛋白酶可能在淡色库蚊氯氰菊酯抗性中发挥了重要作用。

关键词: 淡色库蚊, 氯氰菊酯, 杀虫剂抗性, 蛋白质组学, 同位素标记相对和绝对定量, 液相色谱/串联质谱

Abstract: Objective　To compare the differentially expressed proteins between cypermethrin?resistant and ?sensitive Culex pipiens pallens, so as to unravel the mechanism underlying the resistance to cypermethrin in Cx. p. pallens. Methods　A quantitative proteomic analysis was performed among cypermethrin?sensitive and ?resistant isolates of Cx. p. pallens using isobaric tags for relative and absolute quantification (iTRAQ) labeling coupled with liquid chromatography with tandem mass spectrometry (LC?MS/MS). Results　A total of 164 differentially expressed proteins were identified between cypermethrin?sensitive and ?resistant isolates of Cx. p. pallens, including 54 up?regulated proteins and 110 down?regulated proteins. A large number of cuticular proteins, larval cuticular proteins, pupal cuticular proteins and cuticular structural constituent proteins, which are associated with cytoskeletal structure and components, were differentially expressed between cypermethrin?sensitive and ?resistant isolates of Cx. p. pallens. Thirteen proteins, which were involved in energy production and conversion, translation, ribosomal structure and biogenesis, lipid transport and metabolism, post?translational modification, protein turnover, chaperones, cytoskeleton and intracellular transportation, were validated to be differentially expressed between cypermethrin?sensitive and ?resistant isolates of Cx. p. pallens, which may serve as potential markers of cypermethrin resistance. Conclusion　Multiple insecticide resistance mechanisms contribute to the resistance to cypermethrin in Cx. p. pallens, including cuticular resistance and metabolic resistance, and the cuticular protein genes and cytochrome P450 enzymes may play an important role in the resistance of Cx. p. pallens to cypermethrin.

Key words: Culex pipiens pallens, Cypermethrin, Insecticide resistance, Proteomics, Isobaric tags for relative and absolute quantification (iTRAQ), Liquid chromatography with tandem mass spectrometry

中图分类号:

R382.3

刘福岩，张倩，郭秀霞，宋晓，张崇星. 利用蛋白组学解析淡色库蚊对氯氰菊酯的抗性机制[J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2021, 33(2): 189-.

LIU Fu-Yan, ZHANG Qian, GUO Xiu-Xia, SONG Xiao, ZHANG Chong-Xing. Study on the mechanism of resistance to cypermethrin in Culex pipiens pallens using proteomics[J]. Chin J Schisto Control, 2021, 33(2): 189-.

[1]	何昕, 马敏, 马晓. 2021年宁波市白纹伊蚊监测结果分析 [J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2023, 35(4): 379-382,388.
[2]	刘玉婷, 王丹, 贺志权, 钱丹, 刘颖, 杨成运, 鲁德领, 张红卫. 河南省常见蚊种中沃尔巴克氏体感染分子检测及系统进化分析[J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2023, 35(4): 389-397.
[3]	王欢, 刘进, 开力买·艾尼, 郑俊楠, 沈波, 孙艳, 周丹. 血管紧张素转换酶对淡色库蚊生殖的影响 [J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2023, 35(3): 251-257.
[4]	胡亚博, 贺志权, 刘颖, 钱丹, 杨成运, 鲁德领, 张群群, 张红卫. 河南省濮阳市中华按蚊对杀虫剂敏感性调查 [J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2021, 33(5): 501-.
[5]	李菊林, 唐建霞, 吴竞瑶, 杨蒙蒙, 梁成, 张梅花, 李雅姝, 王冠熙, 周华云, 朱国鼎, 曹俊. 2018—2019年江苏省库蚊监测结果分析 [J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2021, 33(5): 510-.
[6]	陈锐, 王志鑫, 周留馨, 王凯强, 谢国伟, 樊海宁, 王海久. 多房棘球蚴病新型诊断标志物研究进展 [J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2021, 33(4): 430-.
[7]	李菊林，周华云，唐建霞，朱国鼎，曹俊. 江苏省疟疾传播媒介控制策略与研究[J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2020, 32(5): 459-.
[8]	王英藩，何坤，郭蔚，王海防，张东辉，公茂庆，季旻珺，陈琳5. 淡色库蚊自然种群沃尔巴克氏体感染致细胞质不亲和相关基因初探[J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2020, 32(5): 517-.
[9]	宋晓，程鹏，王海防，郭秀霞，吕晔源，刘宏美，刘丽娟，张崇星，赵玉强，寇景轩，王怀位，公茂庆. 鲁西南地区淡色库蚊抗药性评价[J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2020, 32(1): 69-.
[10]	张本光，李亚平，马荣，程鹏，郭秀霞，王海防，刘丽娟. 低温对淡色库蚊海藻糖和海藻糖酶的影响 [J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2019, 31(5): 510-.
[11]	张倩，石桂红，郭秀霞，王海防，张杰，张崇星. 基于iTRAQ的定量蛋白质组学技术探索淡色库蚊越冬机制 [J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2019, 31(2): 160-164,168.
[12]	张伟，方圆，张仪，施文琦，李元元，岳志远. 山东省淄博市淄川区淡色库蚊kdr等位基因突变研究[J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2019, 31(2): 134-138.
[13]	危芙蓉，高春花，汪俊云*，杨玥涛，石锋. 我国不同流行区婴儿利什曼原虫前鞭毛体比较蛋白质组学分析[J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2018, 30(6): 625-629.
[14]	严冬梅, 石桂红, 李怀菊, 张崇星, 魏冬冬, 刘波. 山东省淡色库蚊越冬情况调查[J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2018, 30(1): 65-67,71.
[15]	徐铁龙, 张强, 刘岚, 赵明惠, 廖芸, 廖立新, 王建军, 郑彬. 南昌国境口岸中华按蚊氟氯氰菊酯抗药性及其机制研究[J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2017, 29(2): 146-149.