小菜蛾对Bt毒素Cry1Ac和Bt制剂抗性的选育及其抗性种群的生物学适应性

用Bt制剂和Bt毒素Cry1Ac分别对源自深圳田间的小菜蛾Plutella xylostella在室内进行抗性种群选育,获得相对抗性倍数分别为24.36、38.16倍的抗性种群DBM.1Ac-R30和DBM.Bt-R46。对这2个抗性种群及其敏感种群（DBM.Bt-S）的生长发育、存活及繁殖特征进行了详细地观察与比较,并以甘蓝为饲喂材料构建了2个抗性实验种群的生命表。结果表明,DBM.1Ac-R30和DBM.Bt-R46种群较DBM.Bt-S种群的产卵量和孵化率下降,幼虫发育历期延长,雌雄比显著降低,雌成虫数量、寿命减少。DBM.1Ac-R30和DBM.Bt-R46种群相对于DBM.Bt-S种群的相对适合度分别为0.75和0.65,抗性种群在繁殖能力上存在明显的生存劣势。     

小菜蛾对苏云金芽胞杆菌(Bt)的抗性研究进展

小菜蛾Plutella xylostella(L.)是为害十字花科蔬菜的一种重要的世界性害虫,由于其分布范围广、繁殖速度快、抗性水平高,已经成为最难防治的害虫之一。基于苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)开发的杀虫剂在小菜蛾生物防治中发挥重要的作用,但小菜蛾作为在田间最早对Bt产生抗性的害虫,其抗性发展及抗性机理也引起了全世界的广泛关注。本文概述了小菜蛾的发生危害及其抗药性的研究动态、苏云金芽胞杆菌的起源、发展及应用,分析了小菜蛾对Bt杀虫毒素产生抗药性及其抗性机理,并从抗性发展风险、转基因油菜种植和进一步深入开展抗性机理的研究三个方面进行了展望,以期为优化小菜蛾抗药性的治理策略、提高生物农药和Bt作物的控害效能提供借鉴和参考。     

Bt毒素诱导下小菜蛾实时定量PCR 内参基因的筛选

【目的】筛选出Bt毒素诱导后的小菜蛾Plutella xylostella (L.)的实时定量PCR最适内参基因。【方法】选取核糖体18S rRNA (18S rRNA)、 肌动蛋白（ACTB）、 延伸因子（EF1）、3-磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）、 核糖体蛋白L32 (RPL32)、 核糖体蛋白S13 （RPS13）、 核糖体蛋白S20 （RPS20）和β-微管蛋白(TUB)基因作为候选内参基因, 以geNorm、 Normfinder和BestKeeper软件分析这8个基因在Bt毒素诱导后的小菜蛾不同品系中肠组织中的表达稳定性。并应用筛选出来的内参基因分析小菜蛾氨肽酶2（aminopeptidase N2, APN2）基因的表达水平。【结果】geNorm软件以RPS13和EF1为最稳定内参基因, NormFinder和BestKeeper软件均以RPS13和RPL32为最稳定基因。使用3种不同内参基因分析Bt毒素诱导后的小菜蛾Bt抗性和敏感品系中ANP2表达水平时, 新的内参基因EF1和传统内参基因RPL32表现了良好的稳定性, 二者作为标准化因子, ANP2表达量结果基本一致, 而使用18S rRNA作为内参基因, 却导致部分表达量分析结果有所误差。【结论】筛选出PRS13,RPL32和EF1可以作为小菜蛾某些试验条件下的内参基因, 对小菜蛾基因表达研究奠定了一定基础, 也对其他昆虫内参基因的筛选具有参考价值。     

克服害虫对Bt毒素的抗性

研究人员报告说,新制造的Bt毒素也许能延缓害虫对其产生抗性。Bt毒素由苏芸金杆菌（Baclllus thuringiensis）天然产生,被广泛用于控制害虫。带有Bt毒素的植物通常能保护自己不受害虫（比如蚊子和蝶、蛾幼虫）的困扰,而且这些植物对其他生物体无害。但是一个主要的担心是,吃作物的昆虫最终会产生对这些毒素的抗性。     

小菜蛾对苦皮藤素抗性选育及交互抗性测定

敏感小菜蛾Plutella xylostella (L.)经苦皮藤素20代的抗性选育,其抗性增长21.57倍。选育的小菜蛾抗性品系对杀虫双、杀螟丹和叶蝉散分别有4.63、4.11和3.71倍的交互抗性;对溴氰菊酯、氯菊酯、氯氰菊酯分别有0.22、0.01和0.26倍的负交互抗性。高抗杀螟丹、杀虫双小菜蛾品系对苦皮藤素无明显交互抗性,而高抗溴氰菊酯小菜蛾品系对苦皮藤素有3.61倍的交互抗性。     

棉铃虫对Bt生物农药早期抗性及与转Bt基因棉抗虫性的关系

用饲料感染法建立了棉铃虫Helicoverpa rmigera(Hubmer)敏感品系(SUS1)对Bt生物农药的敏感毒力基线和区分剂量,1995年测定了五省六县棉铃虫初孵幼虫对Bt生物农药的敏感性,结果表明：山东阳谷、河北邯郸、河南新乡、安徽萧县及江苏丰县棉铃虫已产生早期抗性,抗性个体百分率为5%～10%,与敏感品系相比,LC₅₀值稍有增加,但斜率b值明显变小;而江苏东台棉铃虫仍属敏感。这是国内外首次诊测到棉铃虫对Bt生物农药抗性。用棉叶喂饲法测定比较了转Bt基因棉花品系对不同种群棉铃虫的抗虫性效果,结果表明：用早期抗性的阳谷和新乡棉铃虫初孵幼虫接虫5d后平均死亡率较敏感品系下降16%～29%,说明棉铃虫对Bt农药与转Bt生物基因棉花品系间存在交互抗性。还讨论了Bt农药的抗性治理对策。     

棉铃虫对Bt生物农药早期抗性及与转Bt基因棉抗虫性的关系

用饲料感染法建立了棉铃虫Helicoverpa rmigera(Hubmer)敏感品系(SUS1)对Bt生物农药的敏感毒力基线和区分剂量,1995年测定了五省六县棉铃虫初孵幼虫对Bt生物农药的敏感性,结果表明：山东阳谷、河北邯郸、河南新乡、安徽萧县及江苏丰县棉铃虫已产生早期抗性,抗性个体百分率为5%～10%,与敏感品系相比,LC₅₀值稍有增加,但斜率b值明显变小;而江苏东台棉铃虫仍属敏感。这是国内外首次诊测到棉铃虫对Bt生物农药抗性。用棉叶喂饲法测定比较了转Bt基因棉花品系对不同种群棉铃虫的抗虫性效果,结果表明：用早期抗性的阳谷和新乡棉铃虫初孵幼虫接虫5d后平均死亡率较敏感品系下降16%～29%,说明棉铃虫对Bt农药与转Bt生物基因棉花品系间存在交互抗性。还讨论了Bt农药的抗性治理对策。     

鳞翅目昆虫氨肽酶N与Bt毒素的结合及其与Bt抗性的关系

随着Bt Cry作物在我国的广泛应用和推广,靶标害虫对其抗性风险已成为Bt Cry作物生态安全研究的重要内容.氨肽酶N(Aminopeptidase N,APN)是位于昆虫中肠刷状缘膜囊泡(Brush Border Membrane Vesicles,BBMV)上Bt Cry毒素重要的受体蛋白之一,它与Bt Cry毒素...     

小菜蛾对杀螟丹抗性遗传的研究

利用室内选育的抗杀螟丹小菜蛾Plutella xylostella (L.)品系和敏感品系研究了该品系的抗性遗传形式,结果表明,小菜蛾对杀螟丹的抗性形式为常染色体多基因遗传,并呈不完全显性。该品系对６种常用杀虫剂的抗性谱测定结果表明,对杀虫双有较严重的正交互抗性;对敌敌畏、杀扑磷有低度交互抗性;对溴氰菊酯、灭多威和叶蝉散等药剂无交互抗性。还发现该品系对杀螟丹的抗性与乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶活性无关。     

Bt毒素蛋白基因的PCR鉴定及定位

利用合成的cryI、cryIII和cryV基因专一性引物 ,检测了从土壤中分离到的 56株苏云金芽孢杆菌菌株所含的晶体毒素蛋白基因。含有cryI基因的有 7株 ,含有cryIII基因的有 2株 ,同时含有cryI和cryV基因的有 2 1株。斑点杂交及Southern杂交分析表明 ,cryV基因定位于 1 50MD的大质粒上。     

抗性小菜蛾的乙酰胆碱酯酶敏感性

用FAO推荐的点滴法测定了小菜蛾Plutella xylostella(Linn.)对马拉硫磷和西维因的抗药性,并对抗性?和敏感(S)小菜蛾幼虫的胆碱酯酶(ChE)的性质、活性、动力学和抑制作用进行了研究.广州天河、上海梅陇的小菜蛾对马拉硫磷的抗性分别是江西南昌种群的113.8和27.4倍;它们对西维因的抗性是》3.1倍.R幼虫ChE对乙酰胆碱(ATCh)、丙酰胆碱(PrTCh)和丁酰胆碱(BuTCh)的活性分别是S幼虫的0.3、0.7和9.9倍;它们的V_max分别是0.4、1.4和7.0倍;K_m分别是209.1,87和37.8倍.毒扁豆碱、西维因、对氧磷、敌敌畏和残杀威对R幼虫AChE的抑制中浓度I₅₀,分别是S幼虫的333.3,66.7,17.2,12.5和10.0倍.对氧磷、敌敌畏、残杀威和西维因对R幼虫的双分子速率常数K₁,分别是S幼虫的126.4,86.5,32.9和12.3倍.由此可见,AChE敏感度降低是小菜蛾对有机磷和氨基甲酸酯产生抗性的主要机理之一.本文中还讨论了防治抗性小菜蛾的策略.     

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。     

保护酶系在小菜蛾对阿维菌素抗性中的作用

对小菜蛾Plutella xylostella(L.)阿维菌素敏感(ABM-S)和抗性(ABM-R)种群的保护酶系(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD和过氧化氢酶CAT)进行了活性比较。以单头虫表示酶活力,上述3种酶的活性与虫龄正相关,老熟幼虫期酶活性最高。总体上,ABM-S种群的3种酶活性高于ABM-R种群,SOD活性的种群差异随虫龄的增长而减小,1～2龄幼虫ABM-S种群的SOD活性是ABM-R种群的14.27倍。POD活性在3龄幼虫期性差异最大,为4.80倍。CAT活性在4龄末期幼虫无种群差异,其它龄期的活性差异约1～2倍。上述结果表明,阿维菌素抗性并未导致小菜蛾保护酶系统活性增加,这也暗示了昆虫酶系统的能量保守性。     

Cry1Ie毒素胁迫下亚洲玉米螟的抗性发展及汰选种群对其他Bt毒素的交互抗性

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée) 是危害玉米的重要害虫之一, 转Bt基因抗虫玉米为其防治提供了新的途径。然而, 靶标害虫产生抗性将严重阻碍Bt制剂及转Bt基因抗虫玉米的持续应用。明确害虫对转Bt基因玉米表达的毒素蛋白的抗性演化, 对于制定科学有效的抗性治理策略具有重要的理论和实际意义。本实验通过人工饲料汰选法研究了Bt Cry1Ie毒素胁迫下亚洲玉米螟的抗性发展及汰选14代的种群对其他Bt毒素（Cry1Ab, Cry1Ac和Cry1Fa）的交互抗性, 并观察了Cry1Ie蛋白胁迫对亚洲玉米螟生物学的影响。结果表明： 随着汰选压不断提高, 亚洲玉米螟种群对Cry1Ie毒素的敏感性逐渐下降。汰选14代后, 种群对Cry1Ie毒素的抗性水平提高了23倍。然而, Cry1Ab, Cry1Ac和Cry1Fa对所获Cry1Ie汰选种群的毒力与对敏感种群的毒力相比没有显著差异, 说明Cry1Ie汰选没有引起亚洲玉米螟对Cry1Ab, Cry1Ac和Cry1Fa毒素产生交互抗性。同时, 与敏感种群相比, Cry1Ie汰选14代的种群幼虫平均发育历期延长5.7 d, 蛹重减轻13.7%, 单雌产卵量下降40.0%。本研究结果说明, 大面积单一种植转cry1Ie基因抗虫玉米, 可能引起亚洲玉米螟产生抗性; 亚洲玉米螟Cry1Ie抗性种群对Cry1Ab, Cry1Ac和Cry1Fa没有交互抗性, 含有cry1Ie和cry1Ab, cry1Ac或cry1F双/多基因抗虫玉米, 可作为靶标害虫抗性治理的重要策略。     

昆虫对Bt毒素产生抗性的分子机制

简述了近年来国内外对昆虫产生抗性的模式及其分子机制的研究进展,对与昆虫抗性有关的中肠蛋白酶和多种受体进行了较深入的讨论。展望了持续有效地利用Bt生物制剂和保持转Bt基因作物的抗虫性的前景。     

小菜蛾抗性个体不敏感乙酰胆碱酯酶的鉴定

乙酰胆碱酯酶(AChE)敏感性降低是小菜蛾对有机磷和氨基甲酸酯产生抗性的重要机制之一,已得到广泛的承认和报道。一种用硝酸纤维素膜的斑点法鉴定个体小菜蛾的抗性AChE不敏感性的应用技术,提供了早期侦测和随后监测田间种群抗性的可能性。此法操作简便灵敏。小菜蛾抗性品系(GBR)和田间种群成虫头部AChE活力,在残杀威抑制时,抑制率分别为50.97%和43.96%,有对氧磷存在时,分别为63.78%和35.87%,较敏感品系的AChE为不敏感。     

小菜蛾对九种杀虫剂的抗药性

采用叶片药膜法测定了9种杀虫剂对海南、山东、广东、湖北武汉和襄樊等5个地区小菜蛾Plutella xylostella(L.)田间种群的毒力,和室内相对敏感品系比较。结果显示,5个地区的小菜蛾种群都对氯氰菊酯产生了10倍以上的抗性,广东和山东种群达到30倍以上的抗性。对阿维菌素的抗性山东小菜蛾种群达到135倍,广东种群达到30倍,其他地区均在10倍以下。但是,作用机制与阿维菌素类似的药剂,氟虫腈的抗性5个地区均在5倍或5倍以下。对昆虫生长调节剂定虫隆和氟虫脲的抗性除广东种群分别在10倍和20倍以上外,其他地区均在5倍以下。广东种群对多杀菌素的抗性为7.8倍,其他地区的种群没有产生抗性,多杀菌素和杀虫双均为作用于乙酰胆碱受体的药剂,但是作用的位点不同。杀虫双对5个种群的LC50值均是比较大的(>800 mg/L),尽管没有明显的抗性,不适宜用于小菜蛾田间防治。对呼吸链电子转移抑制剂溴虫腈的抗性均在10倍以下。对辛硫磷的抗性在2~5倍。     

添加物对Bt制剂杀灭鳞翅目害虫的增效作用

以菜青虫幼虫为试虫,经室内毒力测定Bt制剂添加物的增效作用,结果表明11种添加物加入Bt制剂后均有不同的增效作用,将增效添加剂加入Bt8010菌粉,置于54摄氏度恒温条件下贮放14d后,取出测定添加物对Bt8010菌的影响,结果有6种添加物,能明显降低温贮存后Bt8010菌的芽胞数与杀虫率,田间试验结果表明,5种对Bt8010菌安全的增效添加物,按不同比例配成3组复合添加剂,再与Bt8010WP混合后,能明显提高对小菜蛾,菜青虫,甘蓝夜蛾等鳞翅目害虫的杀灭活性。     

昆虫对Bt毒素的抗性与中肠蛋白酶、解毒酶及保护酶系活性的关系

昆虫对苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）毒素产生抗性的机理很多,其中Bt毒素与中肠细胞膜上受体结合能力的变化、Bt毒蛋白在中肠中水解作用的变化是抗性产生的两个主要环节。本文综述了昆虫取食Bt毒素后其体内中肠蛋白酶、解毒酶及保护酶活性的变化及这些变化与抗性之间的关系。结果表明,室内及田间对Bt毒素产生抗性的昆虫品系,可能与这三大酶系存在一定的关系。研究分析昆虫对Bt毒素的抗性机理,将有助于建立早期的抗性监测技术、实施抗性治理方案,实现Bt农药与转Bt基因作物的可持续利用。     

小菜蛾对杀虫剂的敏感性与其抗药性的相关性

在开展云南省通海县小菜蛾Plutella xylostella(L.)种群对11种杀虫剂的敏感性的同时,对小菜蛾抗药性进行了测定,并分析二者之间的相关性,结果表明:小菜蛾对杀虫剂的敏感性与其抗药性总体上呈现负相关,即随着抗药性的增加,小菜蛾对杀虫剂的敏感性呈下降趋势,但相关性并不显著。如在无抗性至高抗性的杀虫剂之间,其敏感性并无明显的变化,处理间无差异,只有对其极高抗性的阿维菌素、虫酰肼和高效氯氰菊酯才表现出明显的下降趋势。因此,在实际生产过程中,一种药剂是否因抗药性增加而不能使用,还应该参照田间防治效果。