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。     

棉蚜抗氧化乐果品系的羧酸酯酶基因突变

用氧化乐果对室内敏感品系棉蚜Aphis gossypii (Glover)进行抗性选育,经24代筛选,抗性指数达到124.7倍。以α-乙酸萘酯（α-NA）为底物,比较了氧化乐果敏感和抗性品系棉蚜羧酸酯酶的比活力,发现抗性品系羧酸酯酶比活力明显小于敏感品系。对这两个品系的羧酸酯酶基因进行了克隆,通过对抗性和敏感品系羧酸酯酶基因核苷酸序列及推导的氨基酸序列比较,发现抗性品系有4个氨基酸残基发生了替代 (His¹⁰⁴→Arg, Ala¹²⁸→Val, Thr³³³→Asp, Lys⁴⁸⁴→Arg)。对其蛋白质三维结构分析推测只有His¹⁰⁴→Arg的替代是位于其活性中心。棉蚜氧化乐果敏感和抗性品系羧酸酯酶基因cDNA全长的GenBank登录号分别为AY485216和AY485214。     

棉蚜对有机磷杀虫剂抗性的生化机理

本文对有机磷抗性和感性棉蚜Aphis gossypii三个种群抗性生化机制进行了讲究.首先用解毒酶的抑制剂测定药剂的解毒途径.进一步测定乙酰胆碱酯酶活力及其敏感性和多功能氧化酶、谷胱甘肽s-转移酶、α-乙酸萘酯酶和α-乙酸萘酯羧酸酯酶等解毒酶的活力.结果表明,体内条件下,多功能氧化酶与抗性有关,但在离体条件下,在棉蚜匀浆液中有内源抑制剂存在.α-乙酸萘酯酶和α-乙酸萘酯羧酸酯酶活力的增加,乙酰胆碱酯酶对杀虫剂敏感性的降低也是造成棉蚜对有机磷产生抗性的原因.     

不同寄主植物与棉蚜酯酶活性的关系

通过测定不同越冬寄主植物棉蚜Aphis gossypii种群α-乙酸萘酯（α-NA）酯酶的活力,结果表明：山东高密棉田棉蚜种群酯酶活力是北京花椒棉蚜酯酶活力的2.4倍,石榴、木槿上棉蚜酯酶活力是花椒棉蚜酯酶活力的1.3-1.5倍,不同寄主植物棉蚜α-NA酯酶和β-NA酯酶的频率分布表明：鼠李、花椒棉蚜的α-NA酯酶频率分布范围较集中,酯酶活力（每0.033头蚜虫的OD值）小于0.10时的频率分别为70%和62%,其个体累积率达50%时的酯酶活性（EF50）分别为0.08和0.085(每0.033头蚜虫的OD值）;石榴、木槿和棉苗上α-NA酯酶频率分别为25%、31%和45%,其EF50分别的0.154、0.1368和0.1138,酯酶活力明显比鼠李和花椒棉蚜高;高密棉蚜为4%,EF50为0.2113,频率分布范围较宽。β-NA酯酶的频率分布,鼠李、花椒、木槿和棉苗上棉蚜酯酶活力（每0.033头蚜虫的OD值）小于0.10时为52%-62%的个体,EF50分别为0.098、0.084、0.102和0.091,寄主之间差异不大,而石榴和高密棉蚜分别为23%和3%,EF50分别为0.135和0.2136,与其它4个寄主有明显差异。     

寄主植物对棉蚜羧酸酯酶活性的影响

不同棉花品种对棉蚜Aphis gossypii Glov.羧酸酯酶活性具有明显的影响,在试验的7个棉花品种中,取食中棉12叶片的棉蚜α-乙酸萘酯(α-NA)羧酸酯酶活性最高(2.47微摩尔/毫克蛋白质分钟),是取食泾阳鸡脚棉种群的5.74倍.β-乙酸萘酯(β-NA)羧酸酯酶的活性以取食方渑双无的棉蚜最高(3.41微摩尔/毫克蛋白质分钟),是取食BR-S-10棉蚜的4.49倍.在取食方渑双无叶片的棉蚜中,羧酸酯酶活性大于2.5(微摩尔/毫克蛋白质分钟)的个体占28.3%(α-NA)和67.1%(β-NA),而在取食BR-S-10的种群中仅占2.6%(α-NA)和1.3%(β-NA).取食中棉12的棉蚜对β-NA与α-NA活性的比值为0.79,而取食其它棉花品种的种群β-NA与α-NA活性比值均大于1.用中棉12饲养的棉蚜对α-NA和β-NA活性均低于种群平均值的个体(CE1型)占26%;均高于平均值的个体(CE2型)占19%;对α-NA活性高于平均值,对β-NA活性低于平均值的个体(CE3型)占31%;对α-NA活性低于平均值,对β-NA活性高于平均值的个体(CE4型)占24%.取食其它6个棉花品种的棉蚜中,CE1和CE2型的比例分别为49.4—64.0%和23.4—47.2%,明显高于取食中棉12的种群,而CE3和CE4型个体仅占0—7.6%和3.4—10.4%,明显低于取食中棉12的种群.说明寄主植物对棉蚜羧酸酯酶的量和质均有影响.     

抗性品系棉蚜乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的变异

用浸叶法测定了采自我国不同地区(泰安、莱阳、南京、北京和安阳)的棉蚜品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ对久效磷、甲胺磷、抗蚜威和灭多威等杀虫剂的抗性水平,各棉蚜品系对杀虫剂的抗性依次为Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ,Ⅱ>Ⅰ。进一步研究表明,Ⅴ和Ⅳ品系棉蚜乙酰胆碱酯酶对杀虫剂的敏感性显著下降,Ⅱ品系次之,Ⅲ和Ⅰ品系接近于敏感品系。Ⅴ和Ⅳ品系乙酰胆碱酯酶的Km值显著下降,表明酶发生了质的变化。不同棉蚜抗性品系的酯酶（全酯酶和羧酸酯酶）活性均显著升高,其中Ⅲ品系的酯酶活力为Ⅱ品系的2倍。Ⅴ品系羧酸酯酶Km值达2460.4 μmol/L,而Ⅳ品系仅为84.4 μmol/L,该两个品系羧酸酯酶发生了质的变化。研究结果表明,不同抗性程度的棉蚜品系均存在代谢抗性和靶标抗性。低抗水平的棉蚜品系,以代谢抗性为主,靶标抗性为辅;中抗水平的棉蚜品系,抑或由于解毒代谢酶的活性显著增强,也可能由于靶标的敏感性显著下降;而高抗水平的棉蚜品系,依赖于代谢抗性和靶标抗性的联合作用。     

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。     

运用α-氰代酯荧光底物检测抗性棉蚜羧酸酯酶代谢活性

为了研究抗性和敏感棉蚜Aphis gossypii品系对菊酯类药剂代谢的差异, 本实验合成了溴氰菊酯和高效氯氰菊酯报告荧光底物, 应用这两种底物水解后生成具有荧光化合物的特性,测定了不同品系棉蚜羧酸酯酶的代谢活性。结果表明: 氧化乐果棉蚜抗性和敏感品系羧酸酯酶对溴氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为10.0和3.4 pmol/min·mg; 对高效氯氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为4.0和2.4 pmol/min·mg, 抗性品系羧酸酯酶对溴氰菊酯和高效氯氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为敏感品系的2.9和1.7倍; 溴氰菊酯棉蚜抗性和敏感品系羧酸酯酶对溴氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为7.6和6.2 pmol/min·mg; 对高效氯氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为9.3和5.2 pmol/min·mg, 抗性品系羧酸酯酶对溴氰菊酯和高效氯氰菊酯报告荧光底物的代谢活性分别为敏感品系的1.2和1.8倍。这种衍生的报告荧光底物能够用来检测抗性棉蚜羧酸酯酶的水解活性, 表明羧酸酯酶可能参与棉蚜对溴氰菊酯和氧化乐果抗性的形成。     

库蚊羧酸酯酶研究进展

在昆虫对有机磷杀虫剂抗性的研究中 ,羧酸酯酶 (ｃａｒｂｏｘｙｌｅｓｔｅｒａｓｅｓ)的过量产生是库蚊对有机磷杀虫剂 (ＯＰ)产生抗性的主要机制。羧酸酯酶能够与进入昆虫体内的有机磷杀虫剂快速结合 ,将杀虫剂在到达靶标作用位点前阻隔或降解 ,使其无法发挥原有的杀伤效用。1 .羧酸酯酶的命名库蚊中羧酸酯酶的命名一般根据其水解α 和 β 乙酸萘酯的先后顺序和电泳迁移率不同而定 ;在淀粉电泳中 ,当等量α 乙酸萘酯(α ＮＡ)和 β 乙酸萘酯 (β ＮＡ)同时存在时 ,优先水解α ＮＡ呈蓝色的为酯酶Ａ ,优先水解 β ＮＡ呈红色的为酯酶Ｂ[1] …     

酶标板法监测棉蚜乙酰胆碱酯酶对杀虫剂的不敏感性

用酶标板法测定了不同浓度有机磷和氨基甲酸酯杀虫剂在反应不同时间内对棉蚜Aphis gossypii乙酰胆碱酯酶(AChE)的抑制作用。结果表明有机磷杀虫剂甲基1605,辛硫磷,久效磷,氧乐果和乙酰甲胺磷对棉蚜AChE均无明显的抑制作用。当用0.01 mol/L灭多威与酶及底物反应1 h对北京棉蚜(敏感)种群AChE的抑制率可达82.4%,与反应2 h 89.4%仅差7%。因此以0.01 mol/L灭多威反应1 h测定棉蚜AChE对它的敏感性是合理的。通过测定北京地区寄主为鼠李和棉花以及山东高密寄主为棉花的棉蚜种群中个体AChE活性的分布和灭多威对其抑制的分布,表明3个棉蚜种群中AChE个体频率的分布差异不大,而灭多威对三个种群个体AChE的抑制率小于30%的个体分别为2.4%、16%和29%。抑制率大于70%的个体分别为72%、33%和1%,与生物测定结果一致。因此,用酶标板法测定棉蚜个体AChE对氨基甲酸酯的不敏感性频率可作为棉蚜对氨基甲酸酯抗性的监测技术,为棉蚜化学防治提供依据。     

四种杀虫剂对棉蚜药效试验的初报

采用浸渍法 ,室内测定了 4种杀虫剂对越冬寄主木槿上棉蚜的毒力 ,这几种药剂的防治效果均良好 ,其毒力 (LC50 )为阿维菌素 >吡虫啉 >甲氰菊酯 >氰戊菊酯。建议在棉蚜的越冬寄主上集中防治     

棉蚜体内感染沃尔巴克氏体（Wolbachia）的分子检测

Wolbachia是存在于节肢动物体内的一类呈母系遗传的细胞内共生细菌 ,这类细菌可以通过卵的细胞质传播并参与调控寄主的生殖活动。通过对Wolbachia外膜蛋白质的wsp基因进行特异性扩增 ,证实了寄生于不同植物的棉蚜 (AphisgossypiiGlover)体内均有感染 ,说明Wolbachia可能广泛存在于棉蚜体内 ,扩增出的Wolbachia目的片段为 5 90bp左右。通过对棉蚜体内感染的Wolbachia的wsp基因序列进行分子检测 ,为进一步研究棉蚜的孤雌生殖与Wolbachia的相关关系等奠定基础。     

不同温度条件对棉蚜、棉长管蚜种间竞争关系的影响

【目的】棉蚜Aphis gossypii和棉长管蚜Acyrthosiphon gossypii是棉花上的共存种,本文拟明确不同恒温条件下两种蚜虫单种和共存时的种群动态、有翅蚜发生及在棉株上的分布情况,探讨温度对两者种间竞争的作用。【方法】棉蚜、棉长管蚜单种、混合初始等蚜量设置,分别置于室内21、24和27℃恒温条件下,系统调查记录各处理种群数量、有翅蚜数量及在棉株上的分布,应用内禀增长率rm、空间分布情况、有翅蚜比例为竞争判别指标。【结果】棉蚜单种种群过程的rm均大于棉长管蚜,共存条件下一种对另一种蚜虫的rm均没有显著影响;棉蚜种群97%以上在叶片活动,棉长管蚜在叶片的比例为55%~75%;同一温度条件,两种共存不影响对方在棉花叶片和茎秆上的分布;棉蚜和棉长管蚜主要分布于棉花中上部。随温度升高,共存种群中棉蚜向棉株下部移动的比例增加,单种和共存种群棉长管蚜趋向于棉株上部移动。同一温度条件下,共存对棉蚜上下分布没有明显影响。21℃和27℃棉蚜的存在对棉长管蚜没有显著影响,但24℃时共存可使棉长管蚜在下部的比例明显增加;随温度的升高,棉蚜有翅蚜比例下降显著,而棉长管蚜无显著变化。【结论】适温范围内,两种蚜虫种间竞争的存在不影响彼此的内在繁殖能力,棉蚜比棉长管蚜具有更强的内在竞争能力;温度对棉蚜在竞争活动空间上的影响不明显,而对棉长管蚜的上下位置的选择有一定作用;种间竞争和种内竞争加速棉蚜有翅蚜的发生。     

Differential mRNA expression levels and gene sequences of carboxylesterase in both deltamethrin resistant and susceptible strains of the cotton aphid, Aphis gossypii

Extensive use of insecticides on cotton has prompted resistance development in the cotton aphid, Aphis gossypii (Glover) in China. A deltamethrin‐selected population of cotton aphids from Xinjiang Uygur Autonomous Region, China with 228.59‐fold higher resistance to deltamethrin was used to examine how carboxylesterase conferred resistance to this pyrethroid insecticide. The carboxylesterase activity in the deltamethrin‐resistant strain was 3.67‐, 2.02‐ and 1.16‐fold of the susceptible strain when using α‐naphthyl acetate (α‐NA), β‐naphthyl acetate (β‐NA) and α‐naphthyl butyrate (α‐NB) as substrates, respectively. Carboxylesterase cDNA was cloned and sequenced from both deltamethrin‐resistant and susceptible strains. The cDNA contained 1581 bp open reading frames (ORFs) coding a 526 amino acid protein. Only one amino acid substitution (Val⁸⁷‐Ala) was observed between deltamethrin‐resistant and susceptible strains but it is not genetically linked to resistance by the catalytic triad and signature motif analysis. The real‐time polymerase chain reaction analysis indicated that the resistant strain had a 6.61‐fold higher level of carboxylesterase mRNA than the susceptible strain. The results revealed that up‐regulation of the carboxylesterase gene, not modified gene structure, may be responsible for the development of resistance in cotton aphids to deltamethrin.     

寄主植物对瓜蚜酯酶活性及其耐药性的影响

寄主植物对瓜蚜无翅胎生雌蚜体重、体色、体内酯酶活性均有明显影响。取食笋瓜、南瓜、瓠子、黄瓜和冬瓜的瓜蚜,体重依次增加,体色渐深,而体内羧酸酯酶活性依次渐低。取食不同奇主植物的瓜蚜对杀虫剂的耐药性与其体内酯酶活性呈正相关。瓜蚜体内羧酸酯酶活性（X）与乐果对瓜蚜的LC50（Y）附会Y=8．3827X－67．8530（r=0．952）,与功夫菊酯对瓜蚜的LC50（Y）附合Y=1．040X－28．89（r=0．985）的线性关系。     

棉蚜抗药性机理研究进展

棉蚜的抗药性涉及到代谢酶活力的提高、靶标部位的不敏感以及表皮穿透作用的降低。该文重点概述了棉蚜代谢抗性和靶标抗性方面的研究进展 ;介绍了棉蚜抗性中存在的交互抗性、负交互抗性 ,讨论了抗性稳定性以及寄主植物和转基因棉对棉蚜抗药性的影响。     

棉蚜种下变型的数值分类研究

分别对在四种夏寄主及棉花两个生育期和三个温度下的棉蚜的14个形态特征进行了种下数值分类研究。通过聚类分析和高氏距离分析,结果表明：夏寄主四季豆、西葫芦、棉花苗期的绿色蚜和黄色蚜间及蕾期的触角6节蚜型和5节蚜型间都无明显差异。但马铃薯蚜与棉花苗蚜、棉花苗蚜与伏蚜间的形态特征存在相当明显的分离,室内温度达30℃时棉蚜的形态特征与伏蚜相似。并分析出可用7个主要形态特征区分这些种下变型。