甜菜夜蛾田间种群对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和高效氯氰菊酯的代谢抗性机制

甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)云南晋宁、上海奉贤和江苏六合种群对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐抗性为45～437倍,对高效氯氰菊酯抗性为211～555倍,对其它药剂抗性不明显。这3个田间种群3龄幼虫多功能氧化酶、谷胱甘肽S-转移酶和酯酶的活力分别为室内敏感种群的2.7～8.4倍、1.9～8.6倍和1.6～5.7倍。多功能氧化酶抑制剂PBO和酯酶抑制剂DEF对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的增效比为1.2～4.3和1.3～7.7;PBO和DEF对高效氯氰菊酯的增效比为1.8～58和3.6～245;谷胱甘肽S-转移酶抑制剂DEM对这2种药剂均无增效作用。上述结果表明,解毒代谢增强可能是甜菜夜蛾田间种群对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和高效氯氰菊酯的重要抗性机理,与酯酶和多功能氧化酶活性升高有关,与谷胱甘肽S-转移酶活性升高无关。本文的研究结果还表明,对于代谢抗性机理复杂的多抗性田间种群,根据不同解毒酶抑制剂对药剂的增效作用判断不同解毒代谢酶在抗性形成中的作用更加可靠。     

棉铃虫对氰戊菊酯抗性和敏感品系的选育

用氰戊菊酯对来自阳谷的棉铃虫(YG)Heliothis armigera(Hubncr) 进行抗性晶系的筛选。在15代期间经过9代的室内选育,获得抗性品系(Fcn-R),抗性倍数高达2“3倍,筛选后F₁₅代LD₅₀值(24.1412μg/头)比筛选前F1代lD₅₀值(0.2020μg/头)提高了119.5倍。对来自偃师的棉铃虫(YS)进行了连续两代单对筛选,得到敏感品系(Fen-S),敏感晶系的LD50值为0.0116μg/头,接近1983年东台敏感晶系的LD₅₀值(0.0098μg/头)Fcn-R抗性晶系筛选前后分别测定了七种杀虫剂的剂量-死亡回归线,发现Fen-R抗性品系对溴氰菊酯[LD₅₀(Fen-R)/LD₅₀(YG)=5.2X] 和氯氰菊酯(2.5X)具有一定程度的交互抗性;而对功夫菊酯(0.66X),氯菊酯(0.89x)、灭多威(0.74X)及久效磷(1.5x)没有交互抗性。氰戊菊酯加Pb的增效试验结果表明棉铃虫对氰戊菊酯的抗性主要是由于多功能氧化酶的代谢作用。毒理学资料还暗示抗性为多因子(基因)的。     

B和Q型烟粉虱种群竞争与抗药性的关系

在室内用棉花植株饲养情况下,对采自浙江杭州的烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)B型和Q型混合种群的生物型组成以及抗药性水平进行了多代的监测。在室内饲养的F0代,两种生物型比例相当;在F10代,Q型已经完全被B型所取代。与F0代相比,F10代烟粉虱种群对吡虫啉、阿维菌素和氟虫腈的抗性水平明显下降,而对α-氯氰聚酯的抗性保持稳定。该研究表明:在没有杀虫剂选择压力的室内条件下,B型比Q型更具生存优势。然而在烟碱类杀虫剂广泛使用的田间条件下,烟粉虱Q型因比B型对烟碱类杀虫剂具有更强的抗性而获得竞争优势。     

小菜蛾烟碱型乙酰胆碱受体α亚基cDNA的克隆、序列分析与不同发育阶段表达分析

烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)介导昆虫中枢神经系统中胆碱能突触兴奋性神经递质的快速传递,也是新烟碱类杀虫剂和多杀菌素的作用靶标。本研究利用RT-PCR和RACE技术,克隆了小菜蛾Plutella xylostella nAChR α亚基的一个新基因(Pxα8)的全长cDNA(GenBank登录号为EU914853)。Pxα8的cDNA序列全长1 744 bp,开放阅读框为1 602 bp,编码534个氨基酸,具有nAChR α亚基的典型特征,与其他昆虫nAChR α8亚基具有77%～96%的相似性,与果蝇nAChR β2亚基具有76%的相似性。Pxα8的开放阅读框存在单核苷酸多态性位点,导致多个位点氨基酸的替换。雌性4龄幼虫的多态性位点多于雄性4龄幼虫,而且雌、雄4龄幼虫的多态性位点均不相同。半定量RT-PCR研究结果表明,Pxα8 mRNA在成虫期表达量高于蛹期和4龄幼虫期。本研究结果为进一步研究小菜蛾nAChR 亚基的多样性和对多杀菌素的靶标抗性机制提供重要基础。     

东南沿海地区小菜蛾对Bt δ-内毒素和Bt制剂的抗性检测

采用浸叶法测定了2003年秋季、2004年春季采自广东惠州、福建福州、浙江杭州和江苏南京的小菜蛾Plutella xylostella田间种群对Cry1Aa、Cry1Ab、Cry1Ac和Cry2Aa以及Bt制剂kurstaki亚种 (Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki, Btk）的抗性水平。与敏感品系PHI-S相比,广东惠州田间小菜蛾种群的抗性水平最高,其对Cry1Ab和Cry1Ac的抗性分别达到了168和120倍,均为高抗水平; 对Btk制剂的抗性有47倍,达到了中抗水平;对Cry1Aa和Cry2Aa具有低水平抗性 (分别为5.8和5.6倍)。福建福州、浙江杭州和江苏南京田间小菜蛾种群抗性水平相近,对Cry1Ab和Cry1Ac具有低至中等水平抗性 (8～28倍),对Btk制剂具有低水平抗性 (3.5～7倍),对Cry1Aa和Cry2Aa还没有产生明显抗性。因此,在我国东南沿海地区要注意Btk制剂与Bt其他亚种制剂或其他生物杀虫剂轮换使用,以减小Bt制剂对小菜蛾的选择压力,延缓小菜蛾对Bt抗性的发展。     

棉铃虫田间种群Bt毒素Cry1Ac抗性基因频率的估算

采用改进的F₁筛查法检测了2005年采自华北地区的棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)田间种群对Bt毒素Cry1Ac的抗性基因频率。2005年从河南安阳和河北沧县转Bt基因抗虫棉上采集二代棉铃虫卵,在室内用人工饲料饲养至2龄幼虫,用1 μg/cm² 的Cry1Ac活化毒素进行初筛,将初筛存活成虫与室内筛选的GYBT抗性品系成虫进行单对杂交,并用区分剂量(2.5 μg/cm²)对F₁代进行检测。经检测,2005年河南安阳棉铃虫种群和河北沧县棉 铃虫种群对Cry1Ac抗性基因频率基本一致,分别为1.4×10^-3和1.5×10^-3。用毒素涂表法测定了2004、2005年采自河南安阳、河北高阳、河北沧县、新疆阿克苏和新疆沙湾棉铃虫田间种群对Cry1Ac活化毒素的敏感性水平,结果表明华北棉区与新疆内陆棉区棉铃虫种群对Cry1Ac的敏感性存在一定的地区性差异（<8倍）。总体上,我国华北棉区棉铃虫种群对Cry1Ac还未产生明显抗性,抗性基因频率处于正常水平。棉铃虫对转Bt基因抗虫棉的抗性风险依然存在,需要尽快启动全国性的早期抗性检测和预警工作。     

黄河流域和长江流域棉区绿盲蝽对高效氯氰菊酯和毒死蜱的抗性监测

【目的】为了明确绿盲蝽Apolygus lucorum不同地理种群对化学杀虫剂的抗性现状及发展趋势,并为制定有效的化学防治措施及抗性治理策略提供参考,【方法】本文采用玻璃瓶药膜法,连续4年监测了采自黄河流域、长江流域棉区绿盲蝽田间种群对高效氯氰菊酯和毒死蜱的抗性水平及变化动态。【结果】(1)与室内饲养的廊坊敏感品系(Susceptible strain from Langfang,SLF)相比,长江流域棉区江苏南京及安徽滁州种群对2种药剂均未产生明显抗性(<5倍),江苏盐城种群对高效氯氰菊酯(3.4~8.5倍)和毒死蜱(3.3~5.8倍)仅有低水平抗性;(2)黄河流域棉区河南安阳、山东滨州及河北沧州种群对高效氯氰菊酯(7.1~22倍)、毒死蜱(5.2~20倍)均产生了中低水平抗性。【结论】2011至2014年间,各地理种群对两种药剂的敏感性在不同年度之间变异幅度小于3倍,抗性发展比较缓慢。黄河流域、长江流域棉区绿盲蝽田间种群对上述2种药剂敏感性的差异可能与当地用药历史和用药量有关。     

小菜蛾抗性治理及可持续防控技术研究与示范——公益性行业(农业)科研专项“小菜蛾可持续防控技术研究与示范”进展

针对我国小菜蛾Plutella xylostella(L.)严重为害及高抗药性的现状,在华南、华中、华东、华北和西南等具代表性地区开展小菜蛾灾变规律、抗性监测及治理、越冬迁飞、抗性机理及可持续防控技术研究集成与示范。灾变规律研究结果表明,我国各地小菜蛾的年发生世代从北至南呈逐渐增加趋势,各地小菜蛾发生起始峰时间从南至北逐渐向后推移,每年不同区域有一至两个发生高峰,年度间受温度和降水等气候因素、天敌等生物因子以及耕作制度等人为操作等多种因素的影响。抗性监测及治理研究显示,全国5个十字花科蔬菜主产区小菜蛾对11种代表性杀虫剂都有较强的抗药性,不同药剂在全国的抗药性水平有很大差异,在华南、西南和华东十字花科蔬菜主产区抗性水平相对较高,华中和华北呈现抗性上升趋势,并根据抗性监测结果制定区域性抗性治理策略。越冬和迁飞研究证明,武汉至驻马店区域为小菜蛾的越冬北限,小菜蛾存在远距离迁移的特性,并确定小菜蛾有迁入迁出和迁入定殖两种迁飞模式。抗性机理研究结果表明,小菜蛾对Bt制剂、阿维菌素、氟虫腈、茚虫威和丁醚脲的抗性遗传方式不同,各药剂交互抗性普也存在差异。可持续防控技术方面,制定了适合各区域的小菜蛾可持续防控技术体系,并在华南、华东、华北、华中和西南等地区建立了45个示范基地,依区域不同分别示范推广具区域特色的以农业措施、生物防治、生态调控和合理用药为主的可持续防控等技术,累计印刷技术宣传手册16万份,培训各类农民和基层农技人员5.19万人次,累计示范面积近4万公顷,带动技术示范近20万公顷,取得了显著的经济、社会和生态效益。     

CYP9A17v2组成型过量表达参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性

微粒体细胞色素P450氧化酶介导的解毒代谢增强是棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的主要原因。作者前期的研究表明, CYP9A12和CYP9A14组成型过量表达与棉铃虫YGF品系对拟除虫菊酯的高水平抗性相关, CYP9A12和CYP9A14的功能表达研究结果为其参与对拟除虫菊酯抗性提供了直接证据。本研究通过对棉铃虫CYP9A17v2的克隆、mRNA表达水平和功能表达的研究, 以期明确该基因是否参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。结果表明: CYP9A17v2与CYP9A12的氨基酸序列具有很高的相似性（94%）。与棉铃虫对照品系（YG）相比, CYP9A17v2在YGF抗性品系末龄幼虫脂肪体中具有10.9倍的组成型过量表达, 而在中肠中未发现过量表达。用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae异源表达的CYP9A17v2能够代谢多种拟除虫菊酯（顺式氰戊菊酯、溴氰菊酯和氟氯氰菊酯）。据此认为CYP9A17v2组成型过量表达参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。至此, CYP9A亚家族中已有3个P450基因（CYP9A12, CYP9A14 和 CYP9A17v2）被证实参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的氧化解毒代谢。     

棉铃虫细胞色素P450基因CYP9A17v2核心启动子区缺失分析

CYP9A17v2的过量表达与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性相关。为了研究CYP9A17v2表达调控机制, 对CYP9A17v2核心启动子区域的功能进行了分析;构建了含荧光素酶报告基因和CYP9A17v2启动子不同长度缺失片段(-1 095~+43)的重组质粒, 转染Sf9细胞瞬时表达后用双荧光素酶报告基因检测系统检测启动子活性。功能分析结果表明: 所有的7个缺失片段均具有启动子活性, -197~+43启动子区域的转录活性最高。在CYP9A17v2基因5′-调控区-197~-113区域内可能存在转录增强因子的结合位点, 而在-1 095~-197区域内可能存在转录抑制因子的结合位点。本研究为探索棉铃虫CYP9A17v2过量表达的转录调控机理奠定了重要基础。