Characteristics of Resistance to Chlorpyrifos in Diamondback-moth (Plutella xylostella L.)

To determine the mechanism of the resistance to organophosphorus insecticide, chlorpyrifos, in diamondback-moth (Plutella xylostella L.), activities of esterases, glutathione-S-transferase (GST) and AChE insensitivity which were known for causing factor of resistance were measured. Also, the relationship between AChE insensitivity and the resistant ratio was investigated to inquiry the cross-resistance. The resistant ratio of chlorpyrifos-resistant strain (CRS) of diamondback-moth at the 6th generation was developed 160 fold compared to susceptible strain (SS) one. Activity of GST that are extracted from CRS was 1.7-fold higher than that from SS. However, activity of total esterases from CRS was similar to that from SS. In AChE insensitivity test, CRS was 11.8-fold less sensitive than that from SS. CRS was ranged from 17.6 to 33.6-fold less sensitive than SS to other insecticides having same target site with chlorpyrifos such as dichlorvos, dimethylvinphos and carbofuran. Insensitivity of AChE to phenthoate-oxon, however, was 1.7-fold. Resistance of CRS was 82-fold, 47-fold and 42-fold higher than SS to dichlorvos, dimethylvinphos and carbofuran, respectively, but 2.3-fold to phenthoate and then we could identify that the resistance development of insecticide might have a lot of difference among the chemicals with the same target site. The relationship between the AChE insensitivity and the resistant ratio was significantly correlated$(r=0.9951^{**},\;p^{(0.01)}$. This result indicates that AChE insensitivity was associated with insecticide resistance. Overall, these results suggest that insensitivity of AChE was an important factors to chlorpyrifos resistance in diamondback-moth, and the slightly increased activity of GST may also have contributed to that.

Chlorpyrifos 저항성 배추좀나방(Plutella xylostella L.)의 살충제 저항성 특성

유기인계 살충제인 chlorpyrifos에 대한 배추좀나방의 저항성 원인을 구명하기 위하여 저항성 인자로 알려진 두 가지 무독화 효소, esterases와 glutathione- S-trasferase(GST)의 활성과 작용점 효소인 acetylcholinesterase(AChE)의 insensitivity 정도를 측정하였다. 또한 chlorpyrifos와 작용점이 동일한 계통의 살충제에 대한 저항성 발달과의 상관관계를 조사하여 교차저항성 발달 특성을 검정하였다. 감수성 배추좀나방에 chlorpyrifos의 아치사량을 처리하여 160배의 저항성을 나타내도록 선발하여 실험에 사용하였다. 저항성 계통의 GST 활성은 감수성 계통의 GST 활성에 비하여 1.7배 높았으나, 감수성 계통과 저항성 계통간에 esterases 활성 차이는 없었다. 또한 chlorpyrifos의 작용점인 AChE insensitivity 측정결과 저항성 계통이 감수 성계통보다 11.6배 높았다. Chlorpyrifos 저항성 계통은 AChE을 저해하는 것으로 알려진 유기인계 및 카바 메이트계 살충제인 dichlorvos, dimethylvinphos, carbofuran에 대해서도 각각 33.6배, 17.6배, 18.7배의 insensitivity를 나타내었다. 그러나 동일한 작용점을 저해하는 phenthoate-oxon에 대해서는 1.7배의 낮은 insensitivity를 보였다. 또한 이들 약제들에 대한 교차저항성 발달정도를 측정한 결과, chlorpyrifos 저항성 계통은 dichlorvos, dimethylvinphos, carbofuran에 대하여도 각각 82배, 47배, 42배의 높은 교차저항성 발달을 나타내었으나, phenthoate에 대해서는 2.3배로 낮은 교차저항성 발달을 보여 작용점이 동일한 유사계열 약제들이라도 저항성을 유발하는 기작에는 서로 큰 차이가 있을 수 있음을 확인할 수 있었다. 본 실험 결과 AChE insensitivity 와 저항성 발달비 간에는 정의상관관계$(r=0.9951^{**},\;p^{(0.01)}$를 보이는 것으로 나타났는데, 이는 유기인계 및 카바메이트계 살충제의 저항성 발달이 AChE에 대한 insensitivity 정도와 관련 있음을 시사하는 것이다. 본 연구의 결과를 통하여 chlorpyrifos에 대한 배추좀나방의 저항성 발달은 작용점인 AChE에 대한 약제의 insensitivity가 주 요인 중 하나이며, 무독화 효소 중 GST 활성증가가 부가적인 요인이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.