小菜蛾抗蟲酰肼品系對阿維菌素的交互抗性及其機(jī)理.pdf

1、小菜蛾P(guān)lutella xylostella L.是世界性十字花科蔬菜的主要害蟲之一，因其生物學(xué)特性和化學(xué)藥劑的大量使用，導(dǎo)致小菜蛾抗藥性發(fā)展嚴(yán)重，防治困難。國內(nèi)外多項(xiàng)抗藥性研究均表明，小菜蛾對有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類、Bt、阿維菌素、昆蟲生長調(diào)節(jié)劑類，甚至植物源殺蟲劑等均產(chǎn)生了抗性。因此，保護(hù)好現(xiàn)有有效藥劑顯得至關(guān)重要。蟲酰肼和阿維菌素都是目前防治小菜蛾的有效藥劑，應(yīng)該開發(fā)有效措施，進(jìn)行抗性治理，以便延緩小菜蛾對其產(chǎn)生抗性

2、，延長藥劑的使用壽命。本文在前期工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)抗性治理的需要，進(jìn)一步對小菜蛾進(jìn)行了蟲酰肼和阿維菌素抗性的室內(nèi)篩選、田間抗性發(fā)展模擬，同時(shí)研究了兩種藥劑的交互抗性及其機(jī)制，并克隆了阿維菌素的靶標(biāo)基因。 1.小菜蛾對蟲酰肼的室內(nèi)抗性選育及敏感性回復(fù)研究 為評估蟲酰肼的抗性風(fēng)險(xiǎn)，本研究在室內(nèi)進(jìn)行了蟲酰肼抗性篩選和敏感性回復(fù)試驗(yàn)。利用已有的高抗品系繼續(xù)進(jìn)行室內(nèi)篩選，30代后，未發(fā)現(xiàn)抗性水平進(jìn)一步上升，與敏感品系(LC50=1

3、5.59 ppm)相比，抗性指數(shù)維持在140倍左右，說明種群抗性水平趨于穩(wěn)定。同時(shí)，在去除蟲酰肼的選擇壓后，小菜蛾對其抗性水平有所下降，但下降速率較為緩慢，不接觸藥劑飼養(yǎng)30代后，小菜蛾對蟲酰肼的LC50為415.35 ppm，較F0代(LC50=2230.98 ppm)下降了4.37倍，與敏感品系相比仍有26.6倍的抗性。說明小菜蛾具有對蟲酰肼產(chǎn)生抗性的風(fēng)險(xiǎn)，且高水平抗性衰退緩慢，短期內(nèi)很難恢復(fù)到敏感水平。 2.小菜蛾對阿維菌

4、素的抗性選育和交互抗性測定 利用小菜蛾的蟲酰肼抗性品系Teb-R進(jìn)行阿維菌素的室內(nèi)抗性篩選，經(jīng)過20代篩選，獲得阿維菌素高抗品系A(chǔ)ba-R。阿維菌素對小菜蛾的LC50從選育前的0.2359 ppm上升到2.4499 ppm，抗性指數(shù)提高了10.39倍，與敏感品系S(LC50=0.008065 ppm)相比，抗性已達(dá)303.77倍。 利用不同的篩選品系測定蟲酰肼和阿維菌素的交互抗性發(fā)現(xiàn)，由S品系經(jīng)蟲酰肼篩選至Teb-R品系

5、，蟲酰肼的抗性提高了99.38倍，同時(shí)對阿維菌素產(chǎn)生了中等水平的交互抗性(RF29.25)。Teb-R品系在不接觸藥劑的情況下飼養(yǎng)20代后，即敏感性回復(fù)品系Teb-RD，對蟲酰肼和阿維菌素的抗性水平都下降近3倍。而用阿維菌素篩選Teb-R品系20代后，即Aba-R品系，對阿維菌素抗性水平29.25倍提高到303.77倍，但對蟲酰肼的抗性卻下降了1.99倍。這些結(jié)果說明蟲酰肼可以篩選出對阿維菌素的交互抗性，而阿維菌素不能篩選出對蟲酰肼的交

6、互抗性。這一發(fā)現(xiàn)對于指導(dǎo)小菜蛾防治中合理使用蟲酰胼和阿維菌素具有重要意義。 3.小菜蛾對蟲酰肼和阿維菌素交互抗性的生化機(jī)理研究 本文利用增效試驗(yàn)和酶活力分析，研究了蟲酰肼和阿維菌素交互抗性產(chǎn)生的生化機(jī)理。本實(shí)驗(yàn)室前期工作證實(shí)了多功能氧化酶(MFO)的活性升高時(shí)蟲酰肼抗性的主要機(jī)理，本研究的增效實(shí)驗(yàn)顯示，PBO對阿維菌素的增效作用明顯(SR2.11～12.23)，增效率與各品系抗性水平正相關(guān)。酶活力分析結(jié)果也說明MFO的活

7、性在蟲酰肼抗性品系和阿維菌素抗性品系中均明顯增強(qiáng)(SR1.71～3.01)。分析認(rèn)為，蟲酰肼篩選引起小菜蛾對阿維菌素產(chǎn)生交互抗性的主要機(jī)制是多功能氧化酶活性的增強(qiáng)。 4.小菜蛾抗藥性發(fā)生動態(tài)田間模擬 利用小菜蛾的蟲酰肼抗、感個(gè)體，通過組合繁殖設(shè)定不同抗性比例的群體，再進(jìn)行蟲酰肼或阿維菌素的抗性篩選，來模擬田間群體抗藥性的發(fā)生動態(tài)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著群體中抗性個(gè)體比例的增加，后代抗性水平基數(shù)逐漸增高，上升速率也由緩變快。當(dāng)抗性

8、個(gè)體比例大于5％時(shí)，經(jīng)過4-5代的篩選，小菜蛾對蟲酰肼即有可能產(chǎn)生高水平抗性。該試驗(yàn)結(jié)果表明，田間小菜蛾對蟲酰肼產(chǎn)生抗藥性的風(fēng)險(xiǎn)較大，在實(shí)際生產(chǎn)中要加強(qiáng)小菜蛾抗性監(jiān)測，合理使用藥劑，適時(shí)輪換用藥，或引入敏感種群，對小菜蛾抗藥性進(jìn)行綜合治理。 5.小菜蛾谷氨酸氯離子通道亞基cDNA片段的克隆 采用RT-PCR技術(shù)，首次從小菜蛾中克隆出GluCl亞基基因片段。該基因片段長為158 bp，編碼52個(gè)氨基酸。Blast序列比對表

9、明，擴(kuò)增獲得的小菜蛾GluCl基因片段與已報(bào)道的岡比亞按蚊(Anopheles gambiae)(Genebank登錄號：XM_321696)的GluCl基因堿基序列之間達(dá)82％的相似性，氨基酸序列之間的相似度則為98％。本文的研究結(jié)果為小菜蛾對阿維菌素靶標(biāo)抗性的進(jìn)一步研究提供了分子生物學(xué)基礎(chǔ)。 綜上所述，本研究通過室內(nèi)篩選，獲得小菜蛾抗蟲酰肼和抗阿維菌素品系，確定了蟲酰肼抗性小菜蛾可以對阿維菌素產(chǎn)生中等水平的交互抗性，通過抗性