小菜蛾系统调查及抗药性监测方法

小菜蛾Plutella xylostella(L.)是十字花科作物重要害虫。其种群消长受地理条件、气候变化和耕作方式等多种因素的影响。小菜蛾也是抗药性最强的害虫,几乎对所有杀虫剂产生了抗药性。针对小菜蛾的生活习性和抗药性,统一规范了田间种群系统调查和抗药性监测方法,为其种群动态及抗药性监测提供技术支撑。     

滇西菜区小菜蛾发生规律及抗药性监测

掌握滇西菜区小菜蛾Plutella xylostella种群发生规律和抗药性水平,对提出区域性防控策略具有重要意义。2009-2015年,采用诱集法和浸叶法监测了滇西菜区小菜蛾种群发生动态及其对常用杀虫剂的抗药性。结果表明：滇西菜区小菜蛾全年发生,为害期有9个月,春夏季为害重,3-6月为发生高峰期,2009-2015年最高诱蛾量为290~905头/7 d,小菜蛾种群对化学杀虫剂均产生了不同水平的抗药性,其中对阿维菌素和高效氯氰菊酯的抗药性最高,达到高水平抗药性,对多杀菌素、茚虫威和溴虫腈维持在中等水平抗药性,2011年对氯虫苯甲酰胺产生了28倍的抗药性,后恢复敏感,3年后又出现抗药性的上升趋势。可见,3-6月是滇西菜区小菜蛾防控的重要时期,可选择Bt、多杀菌素、茚虫威和溴虫腈等药剂轮换使用,减少氯虫苯甲酰胺使用次数,建议停用阿维菌素和高效氯氰菊酯。     

内蒙古小菜蛾种群数量动态及抗药性监测

2009—2011年对内蒙古呼和浩特市郊区十字花科蔬菜和武川县油菜上小菜蛾Plutella xylostella(L.)种群消长动态进行了调查,并比较了呼和浩特地区小菜蛾对11种杀虫剂的抗药性。结果表明,在呼和浩特郊区,小菜蛾成虫于4月上旬开始出现,一年中有4个发生高峰,分别为4月下旬或5月上旬、6月中旬、8月下旬和10月上旬;小菜蛾幼虫在春甘蓝和秋白菜整个生长期间均有发生,大约有4个发生高峰,分别为6月上中旬、6月下旬或7月上旬、9月上旬和10月上旬。在武川县,小菜蛾成虫于4月末或5月初开始发生,春夏季数量高于秋季,共有2个发生高峰,2009年为5月下旬和6月中旬,2010年为6月上旬和8月上中旬;小菜蛾幼虫在6月下旬开始出现,在油菜整个生长期间,小菜蛾幼虫约有3个数量高峰,分别为7月初、7月末和8月下旬,秋季数量高于春夏季。在供试的11种杀虫剂中,溴虫腈对小菜蛾幼虫的毒力最高,LC50为0.22 mg·L-1;其次为多杀菌素、氯虫苯甲酰胺、氟虫腈和BT,LC50分别为0.82⁰.83、1.09、1.36和3.41 mg·L-1;再次为茚虫威和阿维菌素,LC50分别为15.74 mg·L-1和6.030.83、1.09、1.36和3.41 mg·L-1;再次为茚虫威和阿维菌素,LC50分别为15.74 mg·L-1和6.03²3.47 mg·L-1;然后为丁醚尿、虫酰肼和啶虫隆,LC50分别为51.30、52.66和61.91 mg·L-1;最低为高效氯氰菊酯,LC50为462.6623.47 mg·L-1;然后为丁醚尿、虫酰肼和啶虫隆,LC50分别为51.30、52.66和61.91 mg·L-1;最低为高效氯氰菊酯,LC50为462.66⁶73.26 mg·L-1。抗药性测定表明,呼和浩特地区小菜蛾幼虫未对溴虫腈、虫酰肼、氯虫苯甲酰胺和丁醚尿产生抗性,对多杀菌素和氟虫腈为低抗性,对茚虫威和BT为中抗性,对高效氯氰菊酯、啶虫隆和阿维菌素为极高抗性。     

南京地区小菜蛾对常用杀虫剂抗药性的动态监测

分别于1997、1998、2001、2002年就南京地区,小菜蛾对溴氰菊酯、高效氯氰菊酯、敌敌畏、杀虫单、氟啶脲、氟虫腈、阿维菌素7种杀虫剂的抗药性,进行了动态监测。抗性测定结果表明,与敏感种群相比,南京地区小菜蛾对溴氰菊酯的抗性水平,1998年最高为283．81倍,表现为极高水平的抗性,2001～2002年抗药性呈下降趋势。小菜蛾对高效氯氰菊酯的抗性指数82．13～142．48倍,为高水平抗性。对敌敌畏的抗性指数10．10～14．81倍,为中等水平的抗性,并有逐年缓慢下降趋势。对杀虫单和阿维菌素的抗性指数小于5,1998年后敏感性开始下降。对氟啶脲和氟虫腈仍处于敏感至敏感性下降阶段,2001～2002年抗性指数呈下降趋势。除杀虫单外,小菜蛾对供试的其余6种药剂的抗性倍数与抗性个体频率具有明显的相关性。     

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。     

高原春油菜田小菜蛾种群动态和抗药性的监测

【目的】为了准确掌握典型春油菜种植区小菜蛾Plutella xylostella(L.)种群变化动态和抗药性现状。【方法】诱捕法调查了青海高原小菜蛾成虫发生动态、室内用浸渍法测定了小菜蛾田间种群的抗性倍数,并进行了田间药效试验。【结果】青海省小菜蛾一般一年发生3代,但2 500 m以上的地区第3代成虫数量较第1代、第2代明显下降。在我省高原春油菜区,每日20:00至次日晨4:00是小菜蛾成虫发生主要的时间段。小菜蛾在青海省不能越冬。湟中点小菜蛾对溴虫腈产生低水平抗性;对多杀菌素、丁醚脲产生中等抗性水平;对Bt、高效氯氰菊酯、茚虫威产生高水平的抗性;对阿维菌素、啶虫隆、氯虫苯甲酰胺产生极高水平抗性。互助点小菜蛾对溴虫腈、丁醚脲产生低水平抗性;对多杀菌素、啶虫隆产生中等抗性水平;对Bt、氯虫苯甲酰胺、茚虫威产生高水平抗性;对阿维菌素产生极高水平抗性。小菜蛾的抗性监测结果与田间药效结果基本一致,溴虫腈的抗性倍数最低,田间防治效果好于其他参试药剂。【结论】青海省小菜蛾年发生代数较少,且不能越冬。春油菜田小菜蛾已对大部分农药产生了抗药性。     

小菜蛾种群灾变及抗药性治理研究进展

小菜蛾是世界性十字花科蔬菜的重要害虫,是产生抗药性最严重的害虫之一,一直是世界农业科技学者的研究热点。建国70年来,我国农业科技工作者做了大量的小菜蛾研究工作,在小菜蛾的发生规律、灾变机制、抗药性、抗药性机理及综合治理技术等方面均取得了诸多重要进展。本文对近70年来小菜蛾研究的重要结果、结论及相关重要进展进行了综述,对未来我国小菜蛾防控的新技术和新策略进行了展望。     

北京和河北地区小菜蛾的抗药性动态

【目的】了解北京和河北地区小菜蛾Plutella xylostella(L.)对主要防治药剂的抗药性现状,为小菜蛾的有效防治提供参考。【方法】2011—2015年,采用浸叶法监测了小菜蛾对9种药剂的抗药性。【结果】小菜蛾对氯虫苯甲酰胺、多杀菌素和丁醚脲均为敏感水平,对Bt制剂、虫螨腈和茚虫威个别年份出现中等抗性水平,但总体上为敏感状态,对阿维菌素和氟啶脲保持中等抗性水平,对高效氯氰菊酯为中等至高水平抗性。【结论】在北京和河北地区高效氯氰菊酯不适用于小菜蛾的防治,少用或暂停使用阿维菌素,其它药剂可交替或轮换使用。     

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。     

不同地理种群小菜蛾对甲胺磷的抗药性

采用浸叶法研究了福州建新镇、福建农林大学校园内、闽侯县上街镇和闽侯县甘蔗镇等地田间小菜蛾种群对甲胺磷的抗性水平及抗性机制。结果表明,与敏感小菜蛾相比,上述4个田间小菜蛾种群已对甲胺磷产生了34-82倍的抗性水平。敏感小菜蛾乙酰胆碱酯酶(AChE)的Ki值是田间抗性小菜蛾AChE的Ki值的17.3-39.1倍。不同小菜蛾种群对甲胺磷的抗性水平也存在着差异,小菜蛾种群AChE对甲胺磷的敏感性大小与其对甲胺磷的抗性水平高低显著相关。     

小菜蛾的耐热性

小菜蛾是世界范围内十字花科蔬菜上的重要害虫.临界高温(critical thermal maxi-mum,CTMax)是昆虫耐热性的常用指标.采用动态加热方法,利用自行组装的装置测定了小菜蛾的临界高温,以此作为其耐热性指标,研究发育阶段、饲养温度、世代、性别和热激对小菜蛾耐热性的影响.结果表明:25℃下饲养的小菜蛾4龄幼虫的CTMax均值为50.31℃,显著高于1龄幼虫(43.03℃)、2龄幼虫(46.39℃)、3龄幼虫(49.67℃)以及雌性成虫(45.76℃)和雄性成虫(47.73℃);不同饲养温度(20、25和30℃)下成虫耐热性无显著差异;30℃下饲养1代、3代及6代的不同世代成虫CTMax也无显著变化;所有处理雌雄成虫的CTMax无显著差异;40℃下45 min热激可使5日龄雄成虫的CTMax值从45.51℃增加到46.49℃.     

小菜蛾对多胺的嗅觉反应

在实验室条件下利用Y型嗅觉仪测试了小菜蛾Plutella xylostella成虫对多胺的嗅觉反应。结果表明：与蒸馏水对照比较,小菜蛾在交配前和交配后对精胺、亚精胺和腐胺这3种被测的多胺均有明显的趋性反应,但对3种多胺两两之间的选择则无显著差异;在对3种多胺和甘蓝Brassica oleracea叶汁之间的选择中,除未交配雄蛾对腐胺有明显的趋性（与甘蓝叶汁比较）和交配后雌蛾对甘蓝叶汁有明显的趋性（与精胺比较）外,其他均没有显著差异。表明多胺对小菜蛾具有引诱作用。     

小菜蛾中肠氨肽酶N3基因片断克隆技巧及其表达量

本研究通过设计简并引物,并且进行温度梯度PCR和二次PCR,最终筛选出适合扩增小菜蛾Plutella xylostella(L.)中肠APN3(氨肽酶N3,Aminopeptidase N3)片段的引物和温度,这为研究APN3的基因功能、APN3同APN其他同工酶之间的亲缘关系奠定了基础。通过比较电泳图谱,发现APN3在小菜蛾中肠中的表达量远远低于APN1、APN2和APN5的表达量。小菜蛾中肠APN同工酶氨基酸序列分析发现,APN3同APN1的亲缘关系最近,同APN2的亲缘关系最远。以上结果对于揭示Bt毒素作用于小菜蛾的机理以及小菜蛾对Bt毒素的抗性分子机制具有重要理论意义。     

添加剂对苏云金杆菌制剂杀虫效果的影响

供试13种化学物质中,12种物质对Bt制剂的杀虫效果有增效作用,各物质的不同质量浓度对杀虫效果影响差异显,在1g/L的剂量以下,多数添加剂的增效作用,随剂量的增加而增强,添加0．5g/L巯基乙醇增效作用最佳,增效倍数达3．61倍,0．5g/L的甲酸和尿素,及0．1g/L碳酸钾具有较好的增效作用,增效倍数分别为2．52,2．32和2．56和2．56倍,0．5g/L的马来酸,氯化钙,乙二胺四乙酸,氯化镁,硼酸,碳酸钠和1g/L的柠檬酸,磷酸氢二钾8种添加剂的增效倍数为0．53－1．88倍。     

小菜蛾酯酶基因的克隆

根据已知的酯酶基因的保守性氨基酸序列设计简并引物 ,通过逆转录 -聚合酶链反应 (RT PCR)扩增出小菜蛾PlutellaxylostellaL .酯酶基因片段 ,然后按照测序结果再设计 1对特异引物 ,利用PCR方法 ,筛选小菜蛾的cDNA文库。将RT PCR获得的 1条长度为 3 3 0bp的目的条带 ,亚克隆入T -载体 ,测序结果表明共得到了 1 0个不同的酯酶基因片段。利用特异引物对小菜蛾的cDNA文库进行初筛 ,显示文库中存在有小菜蛾的酯酶基因。     

Proteomic analysis of parasitized Plutella xylostella larvae plasma

Insects use their innate immunity to defend themselves against foreign invaders, such as microorganisms, nematodes and parasites. Cotesia plutellae, an endoparasitoid wasp that parasitizes the diamondback moth Plutella xylostella, uses several strategies to attack the host immune system, such as injection of viruses, venom, and serosal membrane-derived cells denoted teratocytes. However, the proteome profiles related to these immune deficiency systems have yet to be clearly defined. In this study, we investigate differences in protein expression patterns in parasitized P. xylostella larvae, with a view to identifying parasitism-specific factors. Using 2D polyacrylamide gel electrophoresis, proteins in the host plasma were assessed every 48 h after parasitism by C. plutellae. A large number of protein spots (350 in total) were detected, and approximately 50 spots were differentially expressed in the parasitized P. xylostella larvae every 48 h. In total, 26 potential candidates, including P. xylostella Serpin 2 (pxSerpin 2), translationally controlled tumor protein, signal transduction histidine kinase, apolipophorin-III, and fatty-acid binding protein were identified through quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry and sequence homology analysis. These proteins were classified into the following functional groups: immunity, signaling, lipid metabolism, energy metabolism, amino acid/nucleotide metabolism, and others. The pxSerpin 2 gene was cloned, and its expression profile investigated during the course of parasitism. Real-time PCR analysis of pxSerpin 2 revealed a poor correlation between the mRNA level and protein abundance. Our results clearly suggest that parasitism-specific proteins participate in suppression of the host immune response.     

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。     

苦槛蓝提取物对小菜蛾的生物活性

以干扰作用控制指数(IIPC)为评价指标,小菜蛾为试虫,分别对苦槛蓝茎叶的不同溶剂提取物进行了生物活性测定,结果表明,石油醚和氯仿萃取部分具有较强的生物活性,而乙酸乙酯和乙醇萃取部分活性较低．在0．01gDW·ml^-1时,用石油醚和氯仿萃取物对小菜蛾处理1d后的产卵忌避率(ODR)分别为84．69％、79．90％,3d后为76．47％、45．70％,IIPC为0．1565和0．2055．在0．05gDW·ml^-1·L^-1时,1d后为88．52％和72．25％,3d后为87．33％和58．37％,IIPC为0．1125和0．2620．进而对氯仿部分进行了柱层析分离,并鉴定了3种黄酮类化合物,它们分别是5,7-二羟基黄烷酮(Ⅰ)、5,7-二羟基黄酮醇(Ⅱ)、3,4′-二甲氧基-5,7-二羟基黄酮醇(Ⅲ),其中Ⅱ在生测中表现出较好的活性。     

Genetic control of Plutella xylostella in omics era

Diamondback moth, Plutella xylostella (L.), is a specialist pest on cruciferous crops of economic importance. The large‐scale use of chemical insecticides for the control of this insect pest has caused a number of challenges to agro‐ecosystems. With the advent of the omics era, genetic pest management strategies are becoming increasingly feasible and show a powerful potential for pest control. Here, we review strategies for using transgenic plants and sterile insect techniques for genetic pest management and introduce the major advances in the control of P. xylostella using a female‐specific RIDL (release of insects carrying a dominant lethal gene) strategy. Further, the advantages of gene drive developed in combination with sex determination and CRISPR/Cas9 systems are addressed, and the corresponding prospects and implementation issues are discussed. It is predictable that under the policy and regulation of professional committees, the genetic pest control strategy, especially for gene drive, will open a new avenue to sustainable pest management not only for P. xylostella but also for other insect pests.