论文摘要
小菜蛾Plutella xylostella L.是世界性十字花科蔬菜的主要害虫之一,因其生物学特性和化学药剂的大量使用,导致小菜蛾抗药性发展严重,防治困难。国内外多项抗药性研究均表明,小菜蛾对有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、Bt、阿维菌素、昆虫生长调节剂类,甚至植物源杀虫剂等均产生了抗性。因此,保护好现有有效药剂显得至关重要。虫酰肼和阿维菌素都是目前防治小菜蛾的有效药剂,应该开发有效措施,进行抗性治理,以便延缓小菜蛾对其产生抗性,延长药剂的使用寿命。本文在前期工作的基础上,根据抗性治理的需要,进一步对小菜蛾进行了虫酰肼和阿维菌素抗性的室内筛选、田间抗性发展模拟,同时研究了两种药剂的交互抗性及其机制,并克隆了阿维菌素的靶标基因。1.小菜蛾对虫酰肼的室内抗性选育及敏感性回复研究为评估虫酰肼的抗性风险,本研究在室内进行了虫酰肼抗性筛选和敏感性回复试验。利用已有的高抗品系继续进行室内筛选,30代后,未发现抗性水平进一步上升,与敏感品系(LC50=15.59 ppm)相比,抗性指数维持在140倍左右,说明种群抗性水平趋于稳定。同时,在去除虫酰肼的选择压后,小菜蛾对其抗性水平有所下降,但下降速率较为缓慢,不接触药剂饲养30代后,小菜蛾对虫酰肼的LC50为415.35 ppm,较F0代(LC50=2230.98 ppm)下降了4.37倍,与敏感品系相比仍有26.6倍的抗性。说明小菜蛾具有对虫酰肼产生抗性的风险,且高水平抗性衰退缓慢,短期内很难恢复到敏感水平。2.小菜蛾对阿维菌素的抗性选育和交互抗性测定利用小菜蛾的虫酰肼抗性品系Teb-R进行阿维菌素的室内抗性筛选,经过20代筛选,获得阿维菌素高抗品系Aba-R。阿维菌素对小菜蛾的LC50从选育前的0.2359 ppm上升到2.4499 ppm,抗性指数提高了10.39倍,与敏感品系S(LC50=0.008065 ppm)相比,抗性已达303.77倍。利用不同的筛选品系测定虫酰肼和阿维菌素的交互抗性发现,由S品系经虫酰肼筛选至Teb-R品系,虫酰肼的抗性提高了99.38倍,同时对阿维菌素产生了中等水平的交互抗性（RF 29.25）。Teb-R品系在不接触药剂的情况下饲养20代后,即敏感性回复品系Teb-RD,对虫酰肼和阿维菌素的抗性水平都下降近3倍。而用阿维菌素筛选Teb-R品系20代后,即Aba-R品系,对阿维菌素抗性水平29.25倍提高到303.77倍,但对虫酰肼的抗性却下降了1.99倍。这些结果说明虫酰肼可以筛选出对阿维菌素的交互抗性,而阿维菌素不能筛选出对虫酰肼的交互抗性。这一发现对于指导小菜蛾防治中合理使用虫酰肼和阿维菌素具有重要意义。3.小菜蛾对虫酰肼和阿维菌素交互抗性的生化机理研究本文利用增效试验和酶活力分析,研究了虫酰肼和阿维菌素交互抗性产生的生化机理。本实验室前期工作证实了多功能氧化酶（MFO）的活性升高时虫酰肼抗性的主要机理,本研究的增效实验显示,PBO对阿维菌素的增效作用明显（SR2.11～12.23）,增效率与各品系抗性水平正相关。酶活力分析结果也说明MFO的活性在虫酰肼抗性品系和阿维菌素抗性品系中均明显增强（SR 1.71～3.01）。分析认为,虫酰肼筛选引起小菜蛾对阿维菌素产生交互抗性的主要机制是多功能氧化酶活性的增强。4.小菜蛾抗药性发生动态田间模拟利用小菜蛾的虫酰肼抗、感个体,通过组合繁殖设定不同抗性比例的群体,再进行虫酰肼或阿维菌素的抗性筛选,来模拟田间群体抗药性的发生动态。结果发现,随着群体中抗性个体比例的增加,后代抗性水平基数逐渐增高,上升速率也由缓变快。当抗性个体比例大于5%时,经过4-5代的筛选,小菜蛾对虫酰肼即有可能产生高水平抗性。该试验结果表明,田间小菜蛾对虫酰肼产生抗药性的风险较大,在实际生产中要加强小菜蛾抗性监测,合理使用药剂,适时轮换用药,或引入敏感种群,对小菜蛾抗药性进行综合治理。5.小菜蛾谷氨酸氯离子通道亚基cDNA片段的克隆采用RT-PCR技术,首次从小菜蛾中克隆出GluCl亚基基因片段。该基因片段长为158 bp,编码52个氨基酸。Blast序列比对表明,扩增获得的小菜蛾GluCl基因片段与已报道的冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）（Genebank登录号:XM321696）的GluCl基因碱基序列之间达82%的相似性,氨基酸序列之间的相似度则为98%。本文的研究结果为小菜蛾对阿维菌素靶标抗性的进一步研究提供了分子生物学基础。综上所述,本研究通过室内筛选,获得小菜蛾抗虫酰肼和抗阿维菌素品系,确定了虫酰肼抗性小菜蛾可以对阿维菌素产生中等水平的交互抗性,通过抗性生化机理分析确定了多功能氧化酶活性的升高是虫酰肼和阿维菌素产生交互抗性的主要机理。田间模拟了小菜蛾抗药性的发展动态,明确小菜蛾对虫酰肼产生抗性的风险和发展规律。这些结果为小菜蛾抗药性的综合治理提供了理论依据。此外,本研究还首次克隆了小菜蛾谷氨酸氯离子通道的基因片段,为进一步研究小菜蛾对阿维菌素靶标抗性机制奠定了基础。
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