随着分子生物学和生物技术的发展,离体筛选方法在杀虫剂研发中得到广泛应用,且与传统的活体筛选方法相比,具有快速、经济、重复性好等优点。本课题基于活体和离体两种筛选方法研究杀虫化合物的生物活性及作用机制。首先,利用MTT法测定不同化合物对昆虫细胞Sf9、S2细胞系和哺乳动物HeLa细胞系的细胞毒性,筛选出有选择性的杀虫活性化合物。结果发现,氟虫腈对果蝇S2细胞增殖抑制作用显著,延长作用时间和增加浓度都会加强药剂对细胞的抑制作用。通过细胞凋亡、western blotting、线粒体膜电位分析等分子生物学实验证明,氟虫腈通过caspase相关的线粒体通路诱导S2细胞凋亡。氟虫腈作用果蝇S2细胞后,使细胞线粒体膜去极化,影响细胞内Bcl-2和抗凋亡蛋白DIAP1表达水平,诱导线粒体释放Cyt c,促进细胞内ROS水平升高,从而激活效应蛋白caspase-9和caspase-3的蛋白表达水平及活性作用。此外,本实验采用注射法发现吡虫啉、环氧虫啶和七元氮桥环结构化合物IPP167225对美洲大蠊若虫有较高杀虫活性。随后利用急性解剖的美洲大蠊DUM神经元细胞,负载DiBAC4(3)荧光染料,发现三种杀虫化合物均能使细胞膜发生去极化,且影响美洲大蠊头部Na+-K+-ATP和ca2+-Mg2+-ATP酶活性。综上所述,本研究通过细胞毒理学、分子生物学和荧光染料分析等方法,探究了不同杀虫剂的细胞毒性,深入研究了氟虫腈和吡虫啉、环氧虫啶、七元氮桥环结构化合物IPP167225的作用机制,为杀虫化合物的高效筛选及结构改造等提供依据。