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。     

迁移对害虫抗性演化的影响

利用抗性群体遗传模型研究了迁移对害虫抗性演化的影响。模拟结果表明,迁入比例对害虫种群抗性演化的影响存在一定的阈值。若迁入个体全为敏感(SS)纯合子,而其比例又在阈值以下时,这种迁入对抗性演化无延缓作用;迁入比例在阈值以上时,随比例加大,对抗性延缓作用逐渐增强,加大到某一值时,抗性演化可完全被阻止;若迁入个体携有R基因,则迁入比例在阈值以下时,会促进迁入区害虫种群的抗性演化;在阈值以上时,可延缓或完全阻止害虫种群的抗性演化。处理区害虫种群原有个体的迁出,可加强SS个体迁入对害虫种群抗性演化的影响,而使携R基因的个体的迁入影响减弱。以小菜蛾Plutella xylostella为模型昆虫所作的试验结果表明,模型模拟与验证试验的结果具有较好的一致性,说明抗性模拟模型可用于害虫种群的抗性演化预测和分析。     

家蝇的抗药性及其对策

据Georghiou, G. P. (1985年)报道,仅1980—1984年全世界害虫对杀虫剂产生抗性的种类由428种增加到447种。其中,重要的卫生害虫占全部害虫抗性种类的38％。多年来由于新杀虫剂的大量开发和应用,害虫抗性种群的地理分布,抗性基因频率的比例不断地增加,而导致害虫对杀虫剂产生多种抗性,家蝇     

数量遗传学在害虫种群抗性进化研究中的应用

自1908年Melander[1]首次发现美国的梨园蚧AspidiotusperniciosusComstock对石硫合剂有抗药性以来,已有500多种害虫和害螨对一种或多种不同类群的杀虫剂产生了抗药性[2]。Dobzhansky[3]认为,杀虫剂抗性是一种进化现象,是害虫种群内部遗传结构在杀虫剂选择作用下持续变化的外在表现。目前,害虫抗性种群内部遗传结构在杀虫剂选择作用下动态变化的研究主要集中在抗性等位基因频率和抗性遗传力两个方面。遗传力估计是数量遗传学中研究生物群体遗传结构变化趋势的基本方法之一,由于这种方法不需对控制性状的基因数作任何假设,因此在不清…     

杀虫剂轮用和混用对害虫种群抗性演化的影响

杀虫剂轮用和混用是当前害虫抗药性治理中最常采用的两种用药策略。该文用抗性模型和室内试验对轮用和混用延缓害虫抗性演化的效果及轮用最佳间隔期问题作了研究。模型模拟结果表明,在延缓害虫抗性演化方面轮用和混用对抗性演化的影响主要取决于杀虫剂作用强度、抗性基因型个体的适合度大小和杀虫剂混用后的毒理效应类型。两种杀虫剂轮用时,轮用间隔期以1(即两种杀虫剂隔次施用)为佳。以模型昆虫小菜蛾Plutella xylostella在室内试验结果表明,氰戊菊酯单用(I)及与杀虫单轮用(II)和混用(1∶1)(III)连续处理8代后,抗性个体频率为0.01的小菜蛾种群其3龄幼虫对氰戊菊酯的抗性分别上升了75.87(I)、28.67(II)和58.72(III)倍,与模型模拟结果表现出较好的一致性。据此,作者认为抗性模型可用于预测害虫抗性演化和评价抗性治理策略。     

杭州地区尖音库蚊复合组的抗药性动态

用生物测定和淀粉电泳技术对采自杭州市和上海市的尖音库蚊复合组(Culex pipienscomplex)蚊虫的抗性水平及与抗性有关的酯酶进行了研究。抗性水平的测定结果表明:与S-LAB敏感系相比,杭州市种群对DDVP、对硫磷、毒死蜱、邻仲丁基苯基甲基氨基甲酸酯和残杀威的抗性分别是S-LAB敏感品系的3.9,7.6,1.6,1.6,2.5倍。利用淀粉凝胶电泳技术分析了野生种群中抗性羧酸酯酶(EST)等位酶的基因表型及其频率。4个种群中都存在着世界范围内广泛分布的过量产生的非特异性酯酶Estβ1和Estα2/β2,上海种群主要以高活性的酯酶Estβ11为主(98.3%),除了这些基因以外,2004年杭州市下城区又出现了1种新的酯酶基因(50%)。     

灯光诱杀在害虫无公害治理中的作用

１我国农业害虫防治现状６０年代末至今,我国农业害虫的治理主要以化学防治为主。化学农药在较长的一个时期内曾有效地控制住农业害虫的危害,为农业高产、稳产作出了巨大贡献。然而,长期使用农药已产生严重副作用：（１）使具有抗性基因的生理种群成为害虫优势种群,抗药性急剧上升,化学农药防治效果明显下降甚至无效。刘润玺等报道［１］,至１９９５年,棉铃虫对溴氰菊酯、对硫磷、久效磷、灭多威的抗性倍数分别为５９６１０．８、２５３５．２、１０３．３、２３９．９倍;（２）害虫抗性水平的剧增,加大了农药使用剂量及使用频率,…     

田间棉铃虫种群对Cry1Ac蛋白的抗性基因频率

【目的】系统了解河南省新乡市田间棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)种群对Cry1Ac蛋白的敏感性变化,可为该虫的抗性治理策略提供重要的科学依据。【方法】采用单雌系F1/F2代并结合诊断剂量法于2013-2016年连续监测了河南省新乡市棉铃虫种群对Cry1Ac蛋白的抗性基因频率以及种群敏感度的变化。【结果】2013-2016年河南省新乡市棉铃虫种群对Cry1Ac的抗性基因频率小于0.002 12,抗性基因频率处于较低水平;种群的相对平均发育级别由2013年的0.506分别下降到2015和2016年的0.448和0.442,表明棉铃虫对Cry1Ac蛋白的敏感度增加。【结论】河南省新乡市棉铃虫种群对转Cry1Ac基因棉花仍处于较为敏感阶段,转Bt基因棉花的种植面积在河南新乡地区的大面积缩小可能是其抗性发展缓慢的重要原因。     

杀虫剂混用方法——抗性治理的一种策略

本文根据种群遗传学的基本原理,采用计算机数值模拟的方法定量比较了合理混用、轮用、棋盘式使用等用药策略对害虫抗性增长的影响.结果表明,对半显性遗传,两性繁殖的害虫来说,在较有利的条件下合理混用与轮用效果基本一致,而优于棋盘式用药;在条件不利(抗性基因初始频率高,稀释作用小等)时,合理混用的方法明显优于其他两种方法.因此合理混用是一种有希望的抗性治理方法.     

西花蓟马抗噻虫胺种群对杀虫剂的交互抗性及机制

噻虫胺是具有内吸和触杀等多种作用方式的新烟碱类杀虫剂,常用于防治入侵害虫西花蓟马。为明确抗性风险,本文研究了西花蓟马抗噻虫胺种群对多种杀虫剂的交互抗性及其机制。经过45代筛选,西花蓟马对噻虫胺产生了高水平抗性(56.8倍)。生物测定结果表明: 西花蓟马高抗噻虫胺种群与噻虫嗪、吡虫啉、毒死蜱、三氟氯氰菊酯、甲维盐存在中等水平交互抗性(18.6>RR₅₀>11.3),对辛硫磷及灭多威具有低水平交互抗性,与溴虫腈和多杀菌素不存在交互抗性。胡椒基丁醚(PBO)与磷酸三苯酯(TPP)对杀灭西花蓟马抗噻虫胺种群(CL)、云南田间种群(YN)和敏感种群(S)均有显著增效作用。西花蓟马抗噻虫胺种群细胞色素P₄₅₀含量(3.6倍)、细胞色素b₅含量(2.9倍)及O-脱甲基酶活性(4.9倍)和羧酸酯酶活性(2.5倍)均显著高于敏感种群,表明多功能氧化酶及羧酸酯酶活性增强是西花蓟马对噻虫胺产生抗性的重要机制。     

小菜蛾碱性磷酸酶基因cDNA片段的克隆及其序列分析

利用DNAman设计简并引物,通过反转录一多聚酶链式反应(RT-PCR)克隆小菜蛾Plutella xylostella(L.)抗性、敏感种群中可能与苏云金芽孢杆菌(Bt)抗性相关的碱性磷酸酶基因。琼脂糖电泳结果显示扩增条带与预期片段长度一致,阳性克隆经测序获得了403bp的基因片断。经blast比较得出所克隆基因属于碱性磷酸酶基因。与敏感种群相比,抗性种群中该基因片段有18个碱基发生变化,有1个氨基酸发生替换(缬氨酸转变为苏氨酸)。研究结果对于进一步研究小菜蛾全基因结构、功能有重要的意义。     

二斑叶螨田间种群对阿维菌素的抗性及抗性相关基因表达分析

【目的】二斑叶螨Tetranychus urticae Koch是为害多种农作物的世界性重大害螨。本研究旨在明确二斑叶螨不同田间种群对阿维菌素的抗药性、抗性相关基因的突变频率及其表达量变化。【方法】采用药管浸叶法测定了我国二斑叶螨8个地理种群对阿维菌素的抗药性并检测其抗性基因突变频率,结合荧光定量PCR技术分析了高抗种群中抗性相关基因表达量变化。【结果】测试的二斑叶螨8个田间种群均对阿维菌素具有抗药性。北京密云、山东潍坊、海南三亚和湖南长沙种群均对阿维菌素产生了极高水平的抗性,抗性倍数分别为1 526.75,481.00,315.25和160.75倍,而北京通县、北京海淀、山西运城和山东泰安种群对阿维菌素的抗性倍数达54.38~136.38倍,处于高抗性水平。二斑叶螨对阿维菌素抗性相关的谷氨酸氯离子通道基因Glu Cl的突变频率在各个田间种群中存在差异。北京密云种群中Glu Cl的突变频率最高(91.7%),其次是山东潍坊(66.7%)和海南三亚(63.3%)种群;山西运城种群最低(13.3%),且点突变频率与抗性倍数之间呈显著的正相关(P0.05)。与相对敏感种群相比,高抗性二斑叶螨种群中Glu Cl和γ-氨基丁酸受体基因GABAR表达量显著下降。【结论】二斑叶螨田间种群普遍对阿维菌素产生了高水平抗性,抗性相关基因Glu Cl的点突变及其表达量的降低可能与田间抗药性产生相关;田间防治二斑叶螨应避免使用阿维菌素。     

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。     

昆虫知识（KUNCHONG ZHISHI）总目次

专论与综述昆虫杆状病毒表达载体系统的研究及应用……………………刘永平王方海苏志坚李广宏庞义(1):1单拷贝核基因在昆虫分子系统学中的应用……………………………………………………马兰黄原(1):6昆虫滞育后的生物学特性………………………………………………………………………王小平薛芳森(1):10小蠹虫对针叶类寄主树木的选择危害机制………………………………………段焰青叶辉李青青(1):16螳螂种群增长制约因素分析…………………………………………………………………葛德燕陈祥盛(1):22物理屏障预防白蚁技术的研究及应用………………     

害虫及害螨对阿维菌素抗药性研究进展

阿维菌素(avermectins)是一类新型高效广谱的生物源农药,对多种害虫及害螨具有极好的防效。随着阿维菌素在害虫及害螨防治中的广泛应用,害虫和害螨对其的抗性问题日益受到关注。文章综述国内外的最新研究结果表明:小菜蛾Pluttella xylostella(L.)、二斑叶螨Tetranychus urticate Koch等已对阿维菌素产生抗性,对阿维菌素产生抗性的害虫和螨并不总是表现适合度劣势,且抗性一旦产生敏感性较难以恢复;抗性遗传多数由多基因、不完全隐性控制;抗性机理涉及多种因素。综合分析发现害虫和螨对阿维菌素存在较大的、潜在抗性风险。     

棉铃虫对茚虫威的抗性机理:PBO,DEF和DEM的增效作用及解毒酶活性

【目的】本研究旨在明确不同棉铃虫Helicoverpa armigera种群对茚虫威的抗性水平及抗性机理,以科学有效防治这一害虫,避免其对茚虫威的抗性快速发展。【方法】采用浸叶法测定了棉铃虫不同种群,即相对敏感种群(CP)、汰选种群(TP)、沂水种群(YP)(采自山东沂水)和邯郸种群(HP)(采自河北邯郸)3龄幼虫对茚虫威抗性水平及增效醚(PBO)、脱叶磷(DEF)、顺丁烯二酸二乙酯(DEM)对茚虫威的增效作用;并测定了不同种群棉铃虫3龄幼虫体内多功能氧化酶(MFO)、羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)3种解毒酶及乙酰胆碱酯酶(ACh E)活性。【结果】CP种群对茚虫威敏感,TP,YP及HP种群对茚虫威的抗性倍数(resistence ratio,RR)分别为4.36,8.06和15.34倍,分别表现为敏感性降低、低水平抗性和中等水平抗性。在TP种群中,当棉铃虫3龄幼虫取食3种增效剂处理的叶片时,在0,6和12 h处理时间内增效作用随时间而升高,且PBO和DEF对茚虫威的增效作用优于DEM。增效剂PBO,DEF和DEM饲喂棉铃虫3龄幼虫12 h后对HP种群的增效倍数分别为3.86,2.52和4.57倍,对CP种群增效作用分别为1.11,0.52和0.91倍。酶活力对比研究发现,HP种群的棉铃虫MFO,CarE和GST活性显著高于CP种群和TP种群,YP种群的棉铃虫MFO和CarE活性显著高于CP种群,CarE活性显著低于HP种群,但是ACh E活性在棉铃虫种群间差异不显著。【结论】结果提示,当达到中等抗性水平时,MFO,CarE和GST活性显著升高与棉铃虫对茚虫威的抗性有关,而代谢抑制剂PBO,DEF和DEM对茚虫威有明显的增效作用。     

湖北稻区白背飞虱田间种群抗药性监测

【目的】白背飞虱Sogatella furcifera是水稻上的主要害虫之一,目前白背飞虱主要以化学防治为主,为指导田间合理用药,本文报道了湖北白背飞虱田间种群对防治药剂的抗性变化情况。【方法】采用稻茎浸渍法监测了2011-2014年采自湖北鄂州蒲团、鄂州长港、枝江问安和石首南口稻田的白背飞虱4个田间种群对11种杀虫剂的抗性。【结果】白背飞虱田间种群已对噻嗪酮产生中等水平抗性(抗性倍数RR=13.0~38.6倍);对吡虫啉处于敏感至中等的抗性水平(RR=2.6~15.4倍);对噻虫嗪(RR=2.1~6.9倍)、噻虫胺(RR=3.0~7.0倍)、呋虫胺(RR=2.5~7.0倍)及啶虫脒(RR=3.3~8.2倍)处于敏感至低抗水平;所有白背飞虱田间种群均对烯啶虫胺(RR=2.2~4.9倍)、异丙威(RR=2.0~4.6倍)及醚菊酯(RR=1.8~4.0倍)敏感;除长港(2011-2012年)与蒲团(2012年)白背飞虱田间种群对吡蚜酮敏感外,其余白背飞虱田间种群均对吡蚜酮产生中等水平抗性(RR=15.2~91.0倍);白背飞虱长港田间种群(2013年与2014年种群)对毒死蜱产生中等水平抗性,抗性倍数分别为15.6和10.1,其余白背飞虱田间种群则对毒死蜱为敏感或低水平抗性(RR=1.7~8.5倍)。【结论】根据监测结果,建议加强对噻嗪酮、吡虫啉和吡蚜酮抗性监测,同时减少噻嗪酮、吡虫啉和吡蚜酮在水稻田使用次数,降低杀虫剂对白背飞虱田间种群选择压,延长其在田间的使用寿命。     

桔小实蝇抗性个体流动对抗性个体频率的影响

为了解害虫个体的迁移对害虫群体抗药性发展的影响, 本研究利用实验室内建立的桔小实蝇Bactrocera dorsalis对敌百虫和高效氯氰菊酯两种抗性品系以及相对敏感品系, 设计5%~25%个体的迁移比例, 研究桔小实蝇抗、 感个体流动对原始种群抗性个体频率的影响。结果表明: 桔小实蝇抗性个体迁入敏感种群, 使得敏感种群抗性个体频率增加, 在抗性个体迁移率为25%时, 影响敏感种群敌百虫和高效氯氰菊酯抗性个体频率的变化值分别为20.04%和41.75%; 同样随着敏感个体迁入比例的增加, 抗性种群中抗性个体频率降低程度越大, 在敏感个体迁移率为25%时, 抗性种群敌百虫和高效氯氰菊酯抗性个体频率的变化值分别为56.20%和25.88%。利用抗性个体频率变化值与相应迁移率的比值来表示迁移的相对效率, 在抗性个体迁移率为5%时, 影响敏感种群抗性个体频率变化的相对效率最高; 在敏感个体迁移率分别为5%和10%时, 影响敌百虫抗性种群和高效氯氰菊酯抗性种群抗性个体频率变化的相对效率最高。以抗、 感个体迁移引起的抗性个体频率变化值进行趋势拟合, 发现抗敌百虫与抗高效氯氰菊酯桔小实蝇品系不同迁移比例下的抗性个体频率变化趋势分别符合密度模型(density model)和房屋模型(housing model), 相关系数分别是0.9696和0.9647。研究结果表明通过合理地设计抗、 感迁移比例能有效地延缓桔小实蝇抗性水平的上升, 达到抗性治理的目的。     

不同地区尖音库蚊复合组抗药性的分子特征

通过生物测定、蛋白质电泳和单个蚊虫基因组Southern杂交三种方法对三个不同地区的尖音库蚊复合组蚊虫Culexpipienscomplex的抗性水平、抗性相关基因在种群中的分布及抗性分子特征进行了研究。采自山东高密、北京和云南昆明的尖音库蚊复合组蚊虫 4龄幼虫对敌敌畏、对硫磷 (有机磷类 )和仲丁威 (氨基甲酸酯类 )的抗性水平的测定结果表明 :与北京敏感系相比 ,高密种群对敌敌畏、对硫磷的抗性水平很高 ,北京种群对敌敌畏的抗性水平也很高 (约 30倍 ) ,三个种群对仲丁威的抗性与北京敏感系没有明显的区别。淀粉电泳的结果表明 :高密和北京种群中存在过量产生的非特异性酯酶Estβ11,昆明种群中存在过量产生的非特异性酯酶Estα2和Estβ2 ,单个蚊虫基因组Southern杂交的结果表明 :酯酶Estβ11、Estα2和Estβ2的结构基因发生了不同程度的扩增导致酯酶的过量产生     

棉铃虫对溴氰菊酯的抗性遗传及其生化机理

用经室内诱导的抗溴氰菊酯棉铃虫Helicoverpa armigera(Hubner)种群与室内饲养多年的敏感种群进行杂交,研究了棉铃虫对溴氰菊酯的抗性遗传规律。结果表明：杂交后的显性度(D)分别为0.34和0.35,F₁与亲本回交的期望值与实际值在比值是1 ∶1时差异显著,回交平台在35%～45%,棉铃虫对溴氰菊酯的抗性可能是一个以上主基因的不完全显性遗传。生化分析表明,抗性种群的。-乙酸萘酯酶活力与敏感种群的差异显著,这可能是棉铃虫对溴氰菊酯产生高抗药性的重要解毒酶之一。