噻虫嗪对蜜蜂健康影响研究进展

新烟碱类杀虫剂被广泛用于防治作物病虫害,然而过度使用导致的药物残留始终是一个不容忽视的问题,如噻虫嗪(Thiamethoxam)在我国主要蜜源植物油菜、棉花等的广泛应用,对授粉昆虫健康带来严重威胁。本文通过综述近几年噻虫嗪对蜜蜂采集飞行能力、生殖能力、生理免疫能力的相关研究,以及其与环境因子协同作用对蜜蜂健康所造成的潜在危害,强调了未来应加速研发高效防治靶标害虫以及对蜜蜂低毒或无毒的高选择性杀虫剂,以保障授粉昆虫安全。     

噻虫嗪对意大利蜜蜂6种CYP6AS基因表达的影响

细胞色素P450单氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,CYP)是昆虫体内重要的解毒酶。CYP6AS亚家族基因特异性的存在于膜翅目昆虫中,一些特异性的CYP6AS基因已经被证实参与到蜜蜂对某些外源物质和杀虫剂的解毒和代谢过程中。本研究主要探测了亚致死浓度噻虫嗪对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica CYP单氧酶活性及CYP6AS亚家族基因表达水平的影响。首先测定了噻虫嗪LC_(10)和LC_5经口处理4日龄意大利蜜蜂后48 h CYP酶活性,然后应用荧光定量PCR技术检测了6种CYP6AS基因(CYP6AS3,CYP6AS4,CYP6AS5,CYP6AS10,CYP6AS14和CYP6AS15)表达变化情况。结果表明,噻虫嗪LC_(10)和LC_5处理后,意大利蜜蜂CYP酶活性均极显著增加(P0.01)。噻虫嗪LC_(10)和LC_5处理对意大利蜜蜂CYP6AS4,CYP6AS10和CYP6AS15基因表达没有显著影响;LC_(10)和LC_5处理后CYP6AS3基因表达量显著增加(P0.05); LC_(10)处理能够显著诱导CYP6AS5基因上调表达(P0.05);而LC_(10)和LC_5处理极显著抑制CYP6AS14基因的表达(P0.01)。这为进一步探究蜜蜂对噻虫嗪的解毒机制提供了新的线索。     

噻虫嗪和噻虫胺对鸟类的急性毒性与风险评估

[目的]明确噻虫嗪与噻虫胺2种新烟碱农药对鸟类的风险。[方法]采用经口灌胃法测定98%噻虫嗪或噻虫胺原药、30%噻虫嗪或20%噻虫胺悬浮剂、42%噻虫嗪或46%噻虫胺种子处理悬浮剂对日本鹌鹑的毒性等级。根据供试农药对鸟类的毒性数据,结合田间用药信息,开展了2种农药对鸟类的初级风险评估。[结果]98%噻虫嗪原药、30%噻虫嗪悬浮剂和42%噻虫嗪种子处理悬浮剂对日本鹌鹑的半致死剂量(7 d-LD₅₀)分别为1500、481和266 mg·kg^-1,毒性等级分别为低毒、中毒、中毒,悬浮剂和种子处理悬浮剂的毒性高于原药。98%噻虫胺原药、20%噻虫胺悬浮剂和46%噻虫胺种子处理悬浮剂对日本鹌鹑的7 d-LD₅₀分别为369、397和1569 mg·kg^-1,毒性等级分别为中毒、中毒和低毒,种子处理悬浮剂的毒性最低。噻虫嗪和噻虫胺的悬浮剂在水稻田间使用时,对鸟类急性、短期和长期暴露的风险商值均小于1,风险可接受;噻虫嗪和噻虫胺的种子处理悬浮剂在玉米田应用时,对鸟类急性、短期和长期暴露的风险商值均大于1,风险不可接受。[结论]噻虫嗪和噻虫胺的悬浮剂在田间应用时对鸟类相对安全,2种农药的种子处理悬浮剂可能对鸟类产生危害。在种子处理场景中,播种后尽可能覆土或覆膜,减少种子直接暴露被鸟类取食;在鸟类保护区域,应避免使用噻虫嗪和噻虫胺的种子处理悬浮剂,以减轻农药施用对鸟类的危害。     

噻虫胺及其混配制剂对意大利蜜蜂和玉米螟赤眼蜂的急性毒性

【目的】明确新烟碱类杀虫剂噻虫胺及其2种混剂对意大利蜜蜂 Apis mellifera ligustica 和玉米螟赤眼蜂 Trichogramma ostriniae 的毒性。【方法】采用摄入法、接触法和药膜法分别测定3种制剂对意大利蜜蜂成年工蜂和玉米螟赤眼蜂成蜂的急性毒性。【结果】急性毒性测定结果表明,30%噻虫胺悬浮剂、30%吡蚜酮·噻虫胺悬浮剂和20%醚菊酯·噻虫胺悬浮剂对意大利蜜蜂成年工蜂的急性摄入毒性均为剧毒,LC₅₀ 值(48 h)分别为0.0200（0.0143~0.0272）, 0.084（0.0658~0.1157）和0.1594（0.1200~0.2056） mg a.i./L;3种制剂对意大利蜜蜂成年工蜂急性接触毒性均为高毒,LD₅₀ 值(48 h)分别为0.0155（0.0114~0.0197）, 0.0426（0.0335~0.0539）和0.1122（0.0796~0.1385）μg a.i./蜂。药膜法测定3种制剂对玉米螟赤眼蜂成蜂的LD₅₀ 值(24 h)分别为0.0232（0.0180~0.0295）, 0.1050（0.0940~0.1170）和0.0059（0.0054~0.0065） mg a.i./L;安全性评价结果表明,3种制剂对玉米螟赤眼蜂成蜂均存在极高风险性,安全系数分别为5.95×10^-4, 2.69×10^-3和9.50×10^-5。【结论】噻虫胺及其混剂对意大利蜜蜂和玉米螟赤眼蜂均存在较高的毒性风险,在害虫综合治理中应谨慎使用。     

西花蓟马对烯啶虫胺、噻虫胺和噻虫嗪的抗性风险和抗性稳定性

为明确使用新烟碱类杀虫剂烯啶虫胺、噻虫胺和噻虫嗪防治入侵害虫西花蓟马的抗性风险及抗性稳定性,本研究采用芸豆浸药法对西花蓟马敏感种群初羽化雌成虫进行连续筛选获得抗性种群,根据抗性现实遗传力计算公式分析西花蓟马对上述3种杀虫剂的抗性风险,预测其抗性发展速度,并测定抗性稳定性。结果表明: 经过30代抗性筛选,西花蓟马对烯啶虫胺、噻虫胺和噻虫嗪均达到高水平抗性(44.7、45.5和32.7倍)。西花蓟马对噻虫胺、烯啶虫胺和噻虫嗪的抗性发展速度依次降低,抗性现实遗传力分别为0.1503、0.1336和0.1258。对抗性种群在无选择压力下继续饲养10代,西花蓟马对烯啶虫胺、噻虫胺和噻虫嗪的抗性水平均出现一定程度的下降,但均未能恢复到敏感性水平。抗性选育后,西花蓟马若虫与成虫对杀虫剂的敏感性差异显著缩小,西花蓟马敏感种群及抗性种群若虫对上述3种杀虫剂的敏感性显著高于成虫。西花蓟马对烯啶虫胺、噻虫胺和噻虫嗪均存在高抗风险,噻虫嗪的抗性上升速度较慢且抗性稳定性最低。因此,在西花蓟马若虫期使用噻虫嗪有利于西花蓟马防治。     

褐飞虱对噻虫嗪和烯啶虫胺的抗性风险评估

采用稻茎浸渍法,测定了广州市本地褐飞虱种群对噻虫嗪和烯啶虫胺的室内毒力,评估褐飞虱对其的抗性风险。结果表明：广州本地褐飞虱种群对噻虫嗪和烯啶虫胺的LC50分别为02857mg/L和05022 mg/L,分别是敏感品系LC50的267倍和106倍,仍属敏感水平。室内抗性筛选结果表明：经过30代的连续筛选后,噻虫嗪的抗性上升82980倍,达到极高抗性水平,烯啶虫胺的抗性上升3170倍,达到中等抗性水平,表明褐飞虱对噻虫嗪和烯啶虫胺存在抗性风险的可能。根据试验结果,对褐飞虱噻虫嗪和烯啶虫胺抗性的预防治理提出了应用策略。     

苹果园噻虫嗪表土残留及其对地表节肢动物的影响

为了进一步评估苹果园施用噻虫嗪的生态风险,本研究利用QuEChERS技术改进前处理方法检测噻虫嗪在苹果园土壤中的残留,并监测了其对蜘蛛目、鞘翅目、双翅目和弹尾目等节肢动物种群数量及多样性特征的影响。结果表明,噻虫嗪在土壤中的添加回收率为90.11%~95.03%,变异系数为3.4%~6.63%,最小检出量均为0.1 ng,最低检出质量浓度均为0.02 mg/L。该方法缩小取样体积、节约试剂,提高了工作效率,适用于苹果园土壤噻虫嗪残留分析。噻虫嗪施用后在苹果园土壤中能够快速消解,消解动态满足一级动力学方程C=2.3421e-0.11t,其半衰期为6.36 d。苹果园施用噻虫嗪防治苹果蚜虫类害虫,表土节肢动物代表类群的生物多样性指数短期内会受到影响而降低,28 d后趋于恢复;对土壤蜘蛛类、甲虫的种群数量在5 d内有显著抑制作用,对地表双翅目、弹尾目的种群数量抑制作用较小。     

噻虫嗪灌根对四种叶菜上害虫的防治效果及残留检测

为明确噻虫嗪灌根对叶菜类蔬菜害虫的防治效果及残留情况,采用1.04 mg/株、1.39 mg/株和2.08 mg/株噻虫嗪对苗期快菜、青梗菜、菠菜以及叶用莴苣进行灌根处理,并调查对其主要害虫的防治效果及产品中的残留量。结果表明,在噻虫嗪有效成分为1.04 mg/株、1.39 mg/株和2.08 mg/株处理浓度下,能够将4种叶菜上的虫口数控制在2头/株以下,且产品中噻虫嗪残留量在0.0015-1.504 mg/kg,符合国际标准。因此,采用噻虫嗪有效成分1.04-2.08 mg/株的药剂浓度在苗期对叶菜类蔬菜进行灌根,可有效控制蚜虫等害虫的危害,并保证残留量符合安全标准。     

cycle基因对噻嗪酮、噻虫嗪防治白背飞虱效果影响探索研究

白背飞虱Sogatella furcifera是我国重要的迁飞性水稻害虫,长期以来,其防治手段主要是化学防治。大量使用化学农药易导致环境污染及害虫抗药性增加等,因此需要探索高效的农药使用方法。本研究在1 d内不同时间点用0.27 g/L噻虫嗪、5 mL/L噻嗪酮对白背飞虱的致死率进行检测,结果发现,7∶00时噻虫嗪、噻嗪酮浸染72 h后的校正死亡率均最低,分别为54%、13.9%;16∶00时噻虫嗪、噻嗪酮浸染72 h后的校正死亡率均最高,分别为89.8%、44.9%。定量结果表明节律基因Sfcycle在白背飞虱雌虫或雄虫的中肠表达量最高,4龄和5龄若虫期在蜕皮前表达量比蜕皮后高,成虫期表达量相对稳定。RNAi研究结果发现Sfcycle能够影响白背飞虱P450基因SfCYP4DE1和SfCYP353D1v2的表达,用农药处理干涉后的白背飞虱死亡率都在7∶00、16∶00两个时间点都增高,且没有显著性差异,表明Sfcycle基因能够影响噻虫嗪、噻嗪酮对白背飞虱的防治效率。     

Ｂ型烟粉虱抗噻虫嗪品系的遗传分化

采用扩增片段长度多态性(Amplified fragment len gth polymorphism, AFLP )技术, 研究了Ｂ型烟粉虱Bemisia tabaci 噻虫嗪 (thiamethoxam ) 抗性品系在DNA分子水平上的遗传分化。实验数据用STATISTICA (4.5版本) 软件进行分析, 遗传距离用UPGMA (非加权对组算术平均值聚类) 方法进行聚类。在聚类树中, 首先是抗性个体与敏感个体聚为2枝, 然后雌、雄个体聚为2枝, 说明抗性品系在DNA分子水平上已存在明显分化。另外, 利用Eco RⅠ+ACT/MseⅠ+CTG引物, 分别在全部抗性个体中扩增出了敏感个体所没有的特异性同一片段和在全部敏感个体中扩增出了抗性个体所没有的特异性同一片段, 经克隆、测序, 这2个片段分别是150 bp 和315 bp。此2个片段, 可作为烟粉虱抗噻虫嗪品系和敏感品系的分子标记而在抗性监测中得以应用。     

中华蜜蜂嗅觉受体AcerOrco的表达及定位分析

【目的】通过对中华蜜蜂Apis cerana cerana嗅觉受体AcerOrco的表达及蛋白定位分析,阐明AcerOrco的表达特性,以期为进一步探索其功能提供理论依据。【方法】分别通过qRT-PCR技术和Western blot技术对中华蜜蜂气味受体AcerOrco mRNA及蛋白在内勤蜂和采集蜂5个组织部位(触角、头、胸、腹和足)中的相对表达量进行分析,采用免疫组化技术对AcerOrco蛋白的表达进行定位分析。【结果】定量结果显示,AcerOrco转录本在内勤蜂和采集蜂各组织中均有表达,其中触角中的表达量最高;该基因在采集蜂各组织中的表达量普遍高于内勤蜂。AcerOrco受体蛋白在内勤蜂和采集蜂各组织中也均有表达,在触角和头部的表达量明显高于其他组织。定位结果显示,在内勤蜂触角中,AcerOrco主要在毛形感器中表达,板形感器中表达不明显;在采集蜂触角的板形感器和毛形感器中均有表达,但毛形感器中的表达更多一些。【结论】获得了AcerOrco mRNA及其蛋白在内勤蜂和采集蜂各组织中的表达特性,并将这一蛋白表达定位于工蜂触角的毛形感器和板形感器中。     

引入西方蜜蜂对中蜂的危害及生态影响

作者阐述自1896年中国引进西方蜜蜂Apis melliferaL.的优良品种如意大利蜂Apis mellifera ligusticaSpinola和喀尼阿兰蜂Apis mellifera Carnica Pollmann以来,使当地的东方蜜蜂Apis cerana F.受到严重危害,其分布区域缩小75%以上,种群数量减少80%以上。使山林植物授粉总量减少,导致植物多样性减少。文中提出: 建立自然保护区保存本地蜜蜂遗传特性,和采用基因转移等技术,培育具有西方蜜蜂优良生产性能的中蜂新品种,逐步恢复中蜂的种群数量。     

中华蜜蜂精子介导egfp基因转移

中华蜜蜂Apis cerana cerana是一种真社会性昆虫,也是我国重要的经济昆虫。本实验目的是为了检测精子是否可以作为载体将外源egfp基因介导转入中华蜜蜂。首先将雄蜂精子与线性化的质粒DNA共浴,然后通过人工授精技术将精子导入处女王,再对实验蜂群后代进行分析。结果显示EGFP蛋白在一群实验组蜂的1～2日龄小幼虫中表达较强,能检测到0.01%～0.02%荧光阳性小幼虫个体;通过PCR和RT-PCR技术分析,证实转入的外源egfp基因获得表达。实验结果表明精子载体法能够用于中华蜜蜂外源基因的转移和表达。     

中华蜜蜂mab-21基因序列分析及表达特征

【目的】探究中华蜜蜂 Apis cerana cerana Male abnomal 21（mab-21）基因在不同发育阶段的表达特性及染螨条件下mab-21基因表达变化规律。【方法】本研究利用RT-PCR方法,克隆了中华蜜蜂mab-21的基因编码区;采用荧光定量PCR方法检测了中华蜜蜂mab-21在不同发育时期（新出房蜂、哺育蜂、守卫蜂及采集蜂）工蜂头部中mRNA的表达量以及接种大蜂螨 Varroa destructor 前后mab-21基因的表达变化。【结果】克隆获得中华蜜蜂mab-21 cDNA,命名为 Accmab 21（GenBank登录号KR000001）。序列分析显示, 该编码区开放阅读框长为1 098 bp,编码365个氨基酸,推测的编码蛋白的相对分子量和等电点分别为41.63 kD和8.53。系统发育分析表明中华蜜蜂mab-21与西方蜜蜂 Apis mellifera mab-21、小蜜蜂Apis florea mab-21和熊蜂Bombus impatiens mab-21聚成一支。该基因在中华蜜蜂工蜂的不同发育时期均有表达,其中哺育蜂阶段显著高于新出房蜂、守卫蜂和采集蜂(P<0.05)。接种大蜂螨后,哺育蜂和守卫蜂中mab-21基因的表达下降显著(P<0.05);而在新出房蜂和采集蜂中表达量变化不显著。【结论】该基因可能与中华蜜蜂抗螨行为相关。     

Anti-elastolytic activity of a honeybee (Apis cerana) chymotrypsin inhibitor

The honeybee is an important insect species in global ecology, agriculture, and alternative medicine. While chymotrypsin and trypsin inhibitors from bees show activity against cathepsin G and plasmin, respectively, no anti-elastolytic role for these inhibitors has been elucidated. In this study, we identified an Asiatic honeybee (Apis cerana) chymotrypsin inhibitor (AcCI), which was shown to also act as an elastase inhibitor. AcCI was found to consist of a 65-amino acid mature peptide that displays ten cysteine residues. When expressed in baculovirus-infected insect cells, recombinant AcCI demonstrated inhibitory activity against chymotrypsin (K_i 11.27 nM), but not trypsin, defining a role for AcCI as a honeybee-derived chymotrypsin inhibitor. Additionally, AcCI showed no detectable inhibitory effects on factor Xa, thrombin, plasmin, or tissue plasminogen activator; however, AcCI inhibited human neutrophil elastase (K_i 61.05 nM), indicating that it acts as an anti-elastolytic factor. These findings constitute molecular evidence that AcCI acts as a chymotrypsin/elastase inhibitor.     

中华蜜蜂气味受体基因AcerOr167的克隆及表达分析

本研究通过RT-PCR获得中华蜜蜂气味受体基因Or167的cDNA序列,并采用多种生物信息学软件对其结构特征进行预测分析;利用荧光定量PCR检测Acer Or167 m RNA在工蜂羽化后不同发育阶段(1、5、10、15、20、25和30日龄)和不同组织(触角、头、胸、腹、足、翅)中的相对表达量。克隆获得中华蜜蜂Or167的c DNA序列,命名为Acer Or167(Gen Bank登录号为KF239369),其全长1311 bp,编码436个氨基酸,预测有5个跨膜结构域;多序列比对结果显示,中华蜜蜂Acer Or167与西方蜜蜂Amel Or167的一致性最高,达94%,而与毕氏粗角蚁Cbir Or4-like的一致性最低,为49%;荧光定量结果显示,Acer Or167 m RNA在成蜂不同发育期的各个组织中均有表达,且触角中的表达量极显著高于其它各个组织(P0.01),在头、胸、腹、足、翅中有少量表达;从触角不同发育阶段的表达情况来看,1日龄表达量最低,5日龄表达量显著升高,20日龄表达量最高,且极显著高于其它各日龄(P0.01)。推测Acer Or167可能在中华蜜蜂的嗅觉识别系统中起着重要的作用,与中华蜜蜂外出采集,识别花香气味有关。本研究为进一步深入研究中华蜜蜂传统气味受体的功能奠定理论基础。     

北京中华蜜蜂的保护与利用

阐述目前中华蜜蜂Apis cerana Fabricius的分布及其生态影响,并针对北京地区中蜂现状,提出从中蜂饲养技术培训、饲养繁育示范、多元开发利用、建立专业养殖乡及发挥中蜂优势、发展山区养蜂事业等5个方面入手,保护与利用中华蜜蜂,逐步恢复中蜂的数量。     

中华蜜蜂工蜂视叶的胚后发育

为了研究蜜蜂视叶的胚后发育模式, 本研究通过形态解剖、免疫组织化学技术, 对中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂视叶的胚后发育过程进行了系统的比较研究。结果表明: 中华蜜蜂的视叶起源自幼虫早期脑内部的两个视原基。 外部视原基经过不对称的细胞分裂产生神经节母细胞, 随后这些细胞经过快速的对称分裂, 复制自身并生成视髓层神经细胞; 外部视原基的极少数细胞分裂产生视神经节层神经节母细胞, 到蛹发育中期, 随着视神经进入的刺激, 神经节层神经细胞才开始快速增殖, 并最终形成了视神经节层的所有结构。 内部视原基的分裂方式同外部视原基相同, 最终生成视叶的视小叶部分。本研究结果提示中华蜜蜂的视叶起源自两个视原基, 大多数神经细胞在前蛹期产生, 视神经的进入刺激了视神经节层的发育。     

中华蜜蜂咽下神经节的结构和胚后发育

咽下神经节是昆虫腹神经索的第一个复合神经节, 主要调节口器附肢的活动。本研究通过形态解剖、 BrdU免疫组织化学等技术, 对中华蜜蜂Apis cerana cerana咽下神经节的组织结构和胚后发育过程进行了比较研究。结果表明： 中华蜜蜂的咽下神经节由上颚、 下颚和下唇3个神经节组成。在胚后发育过程中, 细胞增殖的活跃期主要集中在预蛹和蛹发育的第1天, 增殖活动一直持续到蛹发育的第4天结束。根据神经胶质细胞的位置和形态, 咽下神经节中的神经胶质可分为3种类型--表面神经胶质、 皮层神经胶质和神经纤维网神经胶质。本研究为蜜蜂神经系统的发育和功能研究提供了理论基础。