研究人員利用體外定點突變技術，對七種重要農作物害蟲棉蚜、褐飛虱、赤擬谷盜、斜紋夜蛾，異色瓢蟲、家蠶、蜜蜂的非特異性羧酸酯酶基因進行位點特異性突變，通過構建融合表達載體和親合層析表達、純化酯酶蛋白，測定酯酶突變體對酯酶底物β-乙酸萘酯和有機磷殺蟲劑對氧磷、毒蟲畏的降解活性。結果表明，G/A151D和W271L突變分別顯著的降低了五種和七種昆蟲的羧酸酯酶原有的活性，分別使五種和六種昆蟲的羧酸酯酶獲得有機磷水解酶的活性，W271L突變對酶的影響力更大，證明了昆蟲通過羧酸酯酶發(fā)生點突變獲得抗藥性的進化途徑具有普遍性。

在昆蟲界，羧酸酯酶是昆蟲抵御包括殺蟲劑在內的外源化合物的重要物質之一，在常用的有機磷和氨基甲酸酯抗性中起著重要的作用，可以使昆蟲產生代謝抗性和靶標抗性。非特異性羧酸酯酶通過兩種方式使昆蟲對有機磷殺蟲劑產生代謝抗性，一種是數(shù)量機制，即通過羧酸酯酶在基因組上擴增或轉錄水平的上調而過量表達酯酶，酯酶快速與殺蟲劑分子結合，但是水解速度非常緩慢，所以羧酸酯酶主要起屏蔽作用。另一種是質量機制，即羧酸酯酶的表達水平不變，但酶的性質發(fā)生了變化，酶原有的羧酸酯酶活性降低或喪失，而水解有機磷殺蟲劑的速率大大提高。這種變化的分子機制是羧酸酯酶在兩個位置發(fā)生了點突變，即G151D突變和W271L突變。

該研究成果不僅為預測、治理害蟲抗藥性的發(fā)生、發(fā)展提供理論依據(jù)，還為利用基因操作技術培育抗藥天敵開辟新思路，而且還可利用改造后的昆蟲羧酸酯酶處理環(huán)境中的農藥殘留，實現(xiàn)對環(huán)境的安全生物修復。