小菜蛾对定虫隆抗性种群的选育及交互抗性研究

用昆虫生长调节剂(insect growth regulator,简称IGR)定虫隆(chlorfluazuron)对源自深圳田间的小菜蛾(SZ-S)Plutella xylostella(L.)在室内进行抗性种群选育,经过8代饲养和6次药剂汰选,获得抗性种群(CH-R),与相对敏感种群Sz—S比较,抗性指数(R1)为23.78倍。CH-R种群在去除选择压力条件下饲养5代,抗性逐渐下降。抗性汰选前后分别测定了10种药剂的剂量—死亡毒力回归线,发现CH—R抗性种群对三氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、辛硫磷、喹硫磷、灭多威、磺胺脲类衍生物—杀螨隆、微生物杀虫剂Bt和齐墩螨素无明显交互抗性,抗性倍数为0.4-1.7;对两种沙蚕毒素类杀虫剂杀螟丹和杀虫丹的敏感性却有所上升,有负交互抗性趋势。活体增效剂试验表明,增效醚(PBO)和三苯基磷酸酯(TPP)对定虫隆均有一定的增效活性,PBO的增效比最高为29倍,能够完全抑制对定虫隆的抗性,说明多功能氧化酶可能是主导抗性机制之一。     

斜纹夜蛾抗药性监测及茚虫威对其解毒代谢酶的影响

【目的】斜纹夜蛾Spodoptera litura (Fabricius)是主要的农业害虫之一。本研究旨在明确该害虫在湖南省5个主要蔬菜种植区的抗药性水平,并探讨该害虫对茚虫威的抗性与解毒代谢酶活性之间的关系,为斜纹夜蛾有效防控及抗性治理提供依据。【方法】采用浸叶法测定了2014-2016年湖南5地斜纹夜蛾田间种群对10种杀虫剂的抗性水平;将斜纹夜蛾敏感种群3龄幼虫在死亡率40%~70%的选择压下用茚虫威进行汰选,比较了斜纹夜蛾敏感种群和抗茚虫威种群的羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶和多功能氧化酶对硝基苯甲醚O-脱甲基活性。【结果】湖南5地斜纹夜蛾田间种群对有机磷类杀虫剂产生了26.9~220.2倍的抗性,对氨基甲酸酯类杀虫剂产生了68.3~890.8倍的抗性,对拟除虫菊酯类杀虫剂产生了21.0~267.2倍的抗性,对相对较新型杀虫剂（甲维盐、阿维菌素、茚虫威和溴虫腈）产生了5.2~53.4倍的抗性。经茚虫威汰选后第14代[抗性倍数(resistance ratio, RR)=26.43]斜纹夜蛾羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶和对硝基苯甲醚O-脱甲基酶活性分别上升2.86, 1.01和1.83倍。【结论】斜纹夜蛾对多种药剂产生了不同水平的抗性,斜纹夜蛾幼虫羧酸酯酶和对硝基苯甲醚O-脱甲基活性增强可能是斜纹夜蛾对茚虫威的抗性上升的重要因素。     

乙基多杀菌素抗性小菜蛾代谢解毒酶酶活性研究

【目的】阐明小菜蛾Plutella xylostella(L.)对乙基多杀菌素的代谢抗性机理,为延缓小菜蛾对乙基多杀菌素抗药性发展及抗性治理技术提供支持。【方法】通过酶动力学方法测定了小菜蛾对乙基多杀菌素高抗、中抗和敏感种群的谷胱甘肽-S-转移酶、羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶和多功能氧化酶4种代谢解毒酶的比活力。【结果】乙基多杀菌素高抗小菜蛾种群的谷胱甘肽-S-转移酶、羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶的比活力分别为15.38、3.15和7.30 OD·min~(-1)·mg~(-1)pro,显著高于敏感种群;但乙酰胆碱酯酶在中抗种群和敏感种群中比活力差异不显著;多功能氧化酶在高抗、中抗和敏感种群中的比活力分别为4.97、4.08和4.23 OD·min~(-1)·mg~(-1)pro,差异不显著。【结论】谷胱甘肽-S-转移酶、羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶的酶活随着小菜蛾对乙基多杀菌素抗性的增强而增强,而多功能氧化酶的酶活在抗性种群与敏感种群间差异不显著,因此小菜蛾对乙基多杀菌素的代谢抗性机理研究应重点关注这3种酶。     

家蝇中乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶和多功能氧化酶活性与抗药性的关系

本文对几种抗药性和敏感性家蝇品系的乙酰胆碱酯酶(AChE)、羧酸酯酶及多功能氧化酶(MFO)进行了测定.结果表明:①抗药性品系和敏感性品系的AChE活力差异不大, 有机磷抗性品系的AChE对对氧磷的不敏感性比敏感性家蝇明显增大.②某些抗药性家蝇的羧酸酯酶活力比敏感性家蝇大.③抗药性家蝇的MFO活力(O-脱甲基和环氧化)比敏感性家蝇均有不同程度的增高.④二氯苯醚菊酯抗性家蝇对有机磷有负交互抗性.     

害虫抗药性的生化机理

害虫的抗药性是与杀虫剂穿透昆虫表皮速率降低,解毒作用增强和靶标部位敏感性降低有关。昆虫体内多功能氧化酶、磷酸酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽－Ｓ－转酶和脱氯化氢酶活力的增加是害虫抗性的主要生化机理。抗性昆虫体内乙酰胆碱酯酶对杀虫剂敏感性降低,中枢神经组织敏感性降低和“抗击倒基因”（Ｋｄｒ）的存在是拟除虫菊酯类杀虫剂的主要抗性机制。     

害早抗药性的生化机理

害虫的抗药性是与杀虫剂穿透昆虫表皮速率降低,解毒作用增强和靶标部位敏感性降低有关。昆虫体内多功能氧化酶、磷酸酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽－Ｓ－转移酶和脱氯化氢酶活力的增加是害虫抗性的主要生化机理。抗性昆虫体内乙酰胆碱酯酶对杀虫剂敏感性降低,中枢神经组织敏感性降低和“抗击倒基因”的存在是拟除虫菊酯类杀虫剂的主要抗性机制。     

斜纹夜蛾对氯氟氰菊酯不同抗性水平与解毒代谢酶的关系

为探讨斜纹夜蛾Spodoptera litura (Fabricius)对氯氟氰菊酯抗性水平与解毒代谢酶之间的关系, 以泰安郊区对氯氟氰菊酯抗性为543.7倍的斜纹夜蛾田间种群为材料, 研究了药剂汰选与否的抗性动态及不同抗性水平的解毒代谢酶活性变化。结果表明: 室内继代饲养至第30代, 不接触任何药剂的抗性下降至102.3倍, 用氯氟氰菊酯汰选28代后, 抗性上升到3 049.3倍, 而在药剂汰选至第14代, 抗性已至2 593.8倍时, 停止用氯氟氰菊酯汰选, 到第30代的抗性又降至786.3倍。表明斜纹夜蛾抗氯氟氰菊酯田间种群, 在无药剂选择压力时抗性水平会显著下降, 继续给予药剂汰选会使抗性水平显著上升。检测斜纹夜蛾田间种群5龄幼虫中肠酯酶和谷胱甘肽S-转移酶活性, 发现与敏感种群有显著性差异, 而多功能氧化酶O-脱甲基活性与敏感种群的差异不明显; 给予氯氟氰菊酯药剂汰选, 酯酶、谷胱甘肽S 转移酶和多功能氧化酶O-脱甲基3种酶的活性均呈显著增加趋势; 停止用氯氟氰菊酯汰选后, 3种酶的活性又呈显著下降趋势; 不接触任何药剂, 随着饲养世代数的增加, 其酯酶和谷胱甘肽S-转移酶的活性也呈下降趋势。结果提示斜纹夜蛾幼虫酯酶、谷胱甘肽S-转移酶和多功能氧化酶O-脱甲基活性的提高是斜纹夜蛾对氯氟氰菊酯抗性上升的重要原因。     

二化螟对杀螟硫磷产生抗性的机理

本文就二化螟Ckilo suppressalis Walker对杀螟硫磷抗性发生的机理进行了较为全面的研究。活体增效作用研究表明,脱叶磷(DEF)和氧化胡椒基丁醚(PBO)对抗性种群可分别增效1.3和34.8倍。这表明了多功能氧化酶(MFO)活性增强,而似乎与水解酶的活性无关。对寓体解毒酶的进一步研究表明,抗性和敏感种群的非特异性酯酶活力无明显差异,但羧酸酮酶(CarE,加入10^-4mol/L的毒扁豆碱)和MFO的活力在抗性种群中有所增高。R种群幼虫CarE活力分别是s的2.42和2.92倍(以a-和β-乙酸萘酯为底物);R种群幼虫MFO的O-脱甲基作用的活力为s幼虫的1.43倍(以对硝基茴香醚为底物);R幼虫乙酰胆碱酯酶(AChE)对乙酰胆碱的活力是s的1.3倍,两者相差不大。但从米氏常数K_m)和最大反应速度(V_max)看,R幼虫是s幼虫的1.9和1.6倍;以对氧磷为抑制剂的R幼虫150是s幼虫的2倍。这些表明了R和s的AChE是不同的。研究结果还表明,二化螟对杀螟硫磷抗性的机理至少包括：(1)CarE活性的增高;(2)MFO的O-脱甲基活力的增高和(3)AChE敏感性的降低等。     

二化螟对杀螟硫磷产生抗性的机理

本文就二化螟Ckilo suppressalis Walker对杀螟硫磷抗性发生的机理进行了较为全面的研究。活体增效作用研究表明,脱叶磷(DEF)和氧化胡椒基丁醚(PBO)对抗性种群可分别增效1.3和34.8倍。这表明了多功能氧化酶(MFO)活性增强,而似乎与水解酶的活性无关。对寓体解毒酶的进一步研究表明,抗性和敏感种群的非特异性酯酶活力无明显差异,但羧酸酮酶(CarE,加入10^-4mol/L的毒扁豆碱)和MFO的活力在抗性种群中有所增高。R种群幼虫CarE活力分别是s的2.42和2.92倍(以a-和β-乙酸萘酯为底物);R种群幼虫MFO的O-脱甲基作用的活力为s幼虫的1.43倍(以对硝基茴香醚为底物);R幼虫乙酰胆碱酯酶(AChE)对乙酰胆碱的活力是s的1.3倍,两者相差不大。但从米氏常数K_m)和最大反应速度(V_max)看,R幼虫是s幼虫的1.9和1.6倍;以对氧磷为抑制剂的R幼虫150是s幼虫的2倍。这些表明了R和s的AChE是不同的。研究结果还表明,二化螟对杀螟硫磷抗性的机理至少包括：(1)CarE活性的增高;(2)MFO的O-脱甲基活力的增高和(3)AChE敏感性的降低等。     

我国棉花主产区棉蚜对吡虫啉的抗性监测及抗性机理

【目的】由于生长周期短、繁殖率高,棉蚜Aphis gossypii容易对杀虫剂产生抗药性。本研究旨在明确我国棉花主产区棉蚜对吡虫啉的抗性水平及抗性机理。【方法】采用浸叶法测定了北京海淀,河北廊坊和邯郸,山东德州,河南许昌,以及新疆奎屯和阿克苏地区棉蚜对吡虫啉的抗性水平;测定了不同种群棉蚜3种解毒酶（多功能氧化酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶）及乙酰胆碱酯酶的活性;并对靶标基因烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）β1亚基基因进行了突变检测。【结果】北京海淀、河南许昌和河北邯郸的棉蚜对吡虫啉敏感;河北廊坊、新疆阿克苏、山东德州及新疆奎屯地区的棉蚜对吡虫啉的抗性倍数(resistance ratio, RR)分别为22.6, 26.3,53.5和61.1倍,为中等水平抗性。酶活力对比研究发现,阿克苏和奎屯地区的棉蚜多功能氧化酶的比活力分别是敏感种群(北京种群)的1.7和1.8倍,羧酸酯酶的比活力分别是敏感种群的1.6和1.7倍,谷胱甘肽S-转移酶的比活力均是敏感种群的1.5倍,但是乙酰胆碱酯酶比活力在棉蚜种群间差异不显著。靶标基因突变检测表明,河北廊坊、新疆阿克苏、山东德州及新疆奎屯棉蚜种群nAChR β1亚基均存在与吡虫啉抗性相关的精氨酸到苏氨酸（R81T）突变。【结论】结果提示,多功能氧化酶、羧酸酯酶和谷胱甘肽S-转移酶活力升高以及nAChR β1亚基R81T突变与棉蚜对吡虫啉的抗性形成相关。     

阿维菌素对小菜蛾的抗性选育及其对解毒酶活性的影响

用阿维菌素对小菜蛾Plutella xylostella (L.)进行了抗性选育,并对选育过程中小菜蛾解毒酶的活性进行了研究。选育从F₀至F₂₁代,抗性缓慢波动上升,达到选育前的122.91倍;F₂₁至F₂₇代,抗性迅速增长,达到选育前的812.73倍,抗性发展趋势呈现S型曲线。随着选育代数的增加,对乙酰胆碱酯酶(AChE)没有明显的影响;羧酸酯酶(CarE)活性,F₂₇是F₀的1.5倍,从F₂₂开始,活性在较高水平上波动;谷胱甘肽转移酶(GST)活性F₂₇是F₀的2.2倍,且从F₁₈开始,活性在较高水平上波动。选育的抗性品系,增效醚对阿维菌素增效6.34倍。     

棉蚜抗氧化乐果品系及敏感品系羧酸酯酶性质的比较

在室内用氧化乐果逐代筛选的棉蚜抗性品系,相对于敏感品系的抗性倍数是17。用α-乙酸萘酯（α-NA）、α-丁酸萘酯（α-NB）、α-磷酸萘酯（α-NP）和β-磷酸萘酯（β-NP）作底物比较研究了氧化乐果抗性和敏感品系棉蚜Aphis gossypii羧酸酯酶的比活力、米氏常数（K_m）和最大反应速度V_max）等有关的动力学常数。以α-NA和α-NB作底物时,抗性品系棉蚜的比活力显著低于敏感品系的;以α-NP和β-NP作底物时,两个品系棉蚜的比活力、K_m和V_max没有明显差异。用α-NA、β-NA作底物染色做酯酶同工酶电泳,抗性品系棉蚜的酯酶同工酶染色比敏感品系棉蚜的浅。     

拟除虫菊酯对家蝇Na-K-ATPase抑制作用的研究

通过对家蝇神经系统Na-K-ATPase性质的研究,表明Na-K-ATPase反应的适宜pH值为7.0～8.0,适温为35～40℃,K_m为0.22 mmol/L,V_max为555.56 nmol/(mg·min)。比较测定了家蝇敏感品系、Del-R、2Cl-R抗性品系的Na-K-ATPase活性及溴氰菊酯和氯菊酯对该酶的抑制作用。实验证明,敏感与抗性品系间Na-K-ATPase活力无显著的差异,但溴氰菊酯和氯菊酯对不同家蝇品系Na-K-ATPase的抑制作用有明显区别,两种拟除虫菊酯可抑制敏感家蝇品系Na-K-ATPase的活性,而对抗性品系无明显的抑制作用。     

取食不同寄主植物对棉蚜后代抗药性的影响

测定了5种药剂对棉蚜Aphis gossypii抗氰戊菊酯、吡虫啉品系和敏感品系取食棉花、黄瓜和石榴的后代的毒力,并对它们的后代体内乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的比活力做了初步探索。结果表明,氰戊菊酯抗性品系取食棉花比取食黄瓜的后代对氰戊菊酯的抗性大76.4倍,对灭多威、氧乐果、硫丹和吡虫啉的抗性也大0.5～4.6倍;取食石榴的后代对5种药剂的抗性介于取食棉花和黄瓜的之间。吡虫啉抗性品系的测定结果与氰戊菊酯抗性品系基本一致。敏感品系取食黄瓜比取食棉花的后代对5种药剂的敏感性更高。3个品系取食不同植物的后代相比,其体内乙酰胆碱酯酶的比活力,取食棉花的为取食黄瓜的2.4～2.8倍;羧酸酯酶的比活力,取食棉花的为取食黄瓜的1.8～2.4倍。证明棉蚜的抗性和敏感品系取食的寄主植物不同,可引起对药剂敏感性的变化。乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶活力的变化均是引起这种变化的重要因素。     

不同地区小菜蛾种群羧酸酯酶的毒理学性质研究

在1995～1997年对湖北武汉、河北张家口地区小菜蛾Plutella xylostella(L.)种群的抗药性进行了研究。结果表明对阿维菌素的抗性和台湾敏感种群相比,武汉种群抗性为4.3倍,张家口种群抗性为1.8倍;对马拉硫磷的抗性武汉和张家口种群分别为2.2和2.9倍;对氟铃脲的抗性分别为3.2和0.5倍;对溴氰菊酯的抗性分别为2.4和1.7倍。对羧酸酯酶(Care)的研究结果表明,三个种群幼虫CarE对a-乙酸萘酯或β-乙酸萘酯(a或β-NA)水解活性差异显著,但成虫Care活性没有明显差异。武汉和张家口种群幼虫CarE对a-NA和β-NA的亲和力没有明显差异,但是武汉种群幼虫Care对底物的亲和力高于张家口种群。敏感品系Care对a—NA的亲和力明显高于对β-NA,相差约3倍。不同类型的抑制剂对小菜蛾幼虫CarE的抑制能力不同。增效磷和对氧磷对敏感品系CarE水解a-NA具有明显的抑制作用,分别比对武汉种群Care的抑制作用大4.577倍(SVl)和2.576倍(对氧磷)。     

Toxicological and biochemical characterizations of GSTs in Liposcelis bostrychophila Badonnel (Psocop., Liposcelididae)

Abstract: The toxicological and biochemical characteristics of glutathione S‐transferases (GSTs) in the resistant and susceptible strains of Liposcelis bostrychophila were investigated. The two resistant strains were the dichlorvos‐resistant strain (DDVP‐R) and PH₃‐resistant strain (PH₃‐R), and the resistance factors were 22.36 and 4.51, respectively. Compared with their susceptible counterparts, the activities per insect and specific activities of GSTs in DDVP‐R and PH₃‐R were significantly higher. The apparent Michaelis–Menten constant values (K_m) for 1‐chloro‐2,4‐dinitrobenzene (CDNB) were obviously lower in DDVP‐R and PH₃‐R (i.e. lower K_m values, 1.5625 mm for DDVP‐R and 0.6230 mm for PH₃‐R) when compared with their susceptible counterpart (K_m = 3.5520), indicating a higher affinity to the substrate CDNB in resistant strains. In contrast, the catalytic activity of GSTs towards CDNB in the susceptible strain was significantly higher than those in resistant strains. It was noticeable that when reduced glutathione (GSH) was used as substrate, GSTs from resistant strains both indicated a significantly declined affinity. For the catalytic activity of GSTs towards GSH, only the V_max value in DDVP‐R increased significantly compared with that from the susceptible strain, suggesting an overexpression of GST in this resistant strain. The inhibition kinetics of insecticides to GSTs in vitro revealed that dichlorvos and paraoxon possessed excellent inhibition effects on GSTs. The susceptible strain showed higher sensitivity (I₅₀ = 0.9004 mm ) to dichlorvos than DDVP‐R and PH₃‐R (higher I₅₀s, 8.0955 mm for DDVP‐R and 9.3346 mm for PH₃‐R). As for paraoxon, there was a similar situation. The resistant strains both suggested a higher I₅₀ (1.8735 mm for DDVP‐R, and 0.4291 mm for PH₃‐R) compared with the susceptible strain (0.2943 mm ). These suggested that an elevated detoxification ability of GSTs developed in the resistant strains.     

松毛虫赤眼蜂和螟黄赤眼蜂羧酸酯酶性质比较研究

该文对松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi和螟黄赤眼蜂T.Chilonis羧酸酯酶的毒理学和生物化学性质进行了初步研究。由时间进程曲线确定了赤眼蜂羧酸酯酶活性测定中的最适反应时间为40min。对两种赤眼蜂单头羧酸酯酶活性的测定表明,松毛虫赤眼蜂羧酸酯酶活性主要分布在0—1OD/(mg·min)之间,而螟黄赤眼蜂羧酸酯酶活性主要分布在1-4OD/(mg·min)之间。比较两种赤眼蜂羧酸酯酶米氏常数(K_m)值,螟黄赤眼蜂羧酸酯酶对底物的亲和力比松毛虫赤眼蜂羧酸酯酶对底物的亲和力高。对氧磷对螟黄赤眼蜂和松毛虫赤眼蜂羧酸酯酶的抑制作用没有明显差异,而对氧磷对松毛虫赤眼蜂羧酸酯酶的抑制作用明显强于磷酸三苯酯(TPP)。该文还将棉铃虫Helicoverpa armigera (Hubner)羧酸酯酶部分性质与两种赤眼蜂作了比较。     

广东小菜蛾对苏芸金杆菌的抗性研究

广东省深圳,东莞、惠阳及博罗等供香港(以下简称供港)菜区小菜蛾对有机化学农药的抗性与广州内销菜区相近或稍高,对Bt杀虫剂的抗性则是供港菜区明显高于广州内销菜区。几种酶抑制剂TPP、SVl及Pb对Bt制剂无明显增效作用,可见小菜蛾对Bt制剂的抗性与酯酶和多功能氧化酶(MFO)的关系不大。用Bt制剂Dipel(大宝)连代选育小菜蛾敏感品系,选育18代,小菜蛾的抗性较选育前提高35倍。该抗性品系小菜蛾对个别菌株Bt及巴丹、杀虫双、速灭杀丁、万灵、敌敌畏等无交互抗性,而对昆虫生长调节抑制剂有轻微交互抗性。相反,用巴丹和杀虫双选育出的小菜蛾抗性品系对npel仍表现敏感。抗性品系小菜蛾在无触毒条件下饲养,抗性会自然减退,但不同类杀虫剂的抗性减退速率不尽相同。     

SOME BIOCHEMICAL ASPECTS OF RESISTANCE TO CONTROLLED ATMOSPHERE IN LIPOSCELIS BOSTRYCHOPHILA BADONNEL (POSCOPTERA: LIPOSCELIDIDAE)*

Abstract Adults of the psocid Liposcelis bostrychophila were exposed to an atmosphere containing 35% CO₂ and 1% O₂ for 30 successive generations at 28 C and 70%–80% RH in order to select a resistant strain to controlled atmosphere (CA). At the 30th generation the resistance factor (LT₅₀ for selected generation / LT₅₀ for non-selected generation) reached to 5. 6-folds. The results of biochemical assays showed that the activities of carboxylesterase (CarE) and superoxide dismutase (SOD) in vitro increased considerably from generation to generation during the selection process, and they were closely correlated with the resistance levels. At the 30th generation, the CarE and SOD activities in the resistant strain to CA (CA-R) were 4. 06-and 5. 22-folds as much as those in the susceptible strain to CA (CA-S), respectively. Exposure to CA resulted in decrease in CarE activity; however, the decreasing range for CA-S was significantly greater than that for CA-R. CA had induction effect on SOD within short time, but for CA-R the induction time was longer and activity induced was higher than CA-S. Catalase (CAT) activity was also raised with the resistance development, but no statistical relationship was found between CAT activity and CA resistance. No significant difference of both acid phosphatase (ACP) and alkaline phosphatase (ALP) was found in CA-R and CA-S during the selection process. Peroxidase (POD) activity was not detected in L. bostrychophila. These suggest that the major mechanism responsible for CA resistance appears to be the enhanced CarE and SOD activities, and probably CAT plays an additionary role to adopt low O₂ concentration in CA resistance.