褐飞虱对吡虫啉抗性监测及治理与高毒农药替代药剂室内筛选

论文摘要

褐飞虱是亚洲水稻生产上的一种重要迁飞性害虫。近年来,褐飞虱在我国长江流域及其以南地区暴发频繁,严重威胁着水稻的优质高产。目前,化学防治仍是防治褐飞虱的重要手段。亚洲不少国家已有报道褐飞虱对常规的有机磷类及氨基甲酸酯类杀虫剂产生了抗药性。褐飞虱抗药性的增加是其发生面积增加和暴发频繁的重要原因。本研究进行了防治褐飞虱高毒农药替代药剂筛选、菊酯类农药对褐飞虱生殖力的影响、褐飞虱的抗性监测,并通过筛选抗性品系,对其交互抗性测定、抗性生化机制、抗性稳定性及抗性遗传方式研究,试图为褐飞虱的抗性治理和菊酯类农药在水稻田应用提供科学依据,取得了多项具有重要理论和实践意义的成果。现将研究结果总结如下:1水稻褐飞虱的抗药性监（检）测近年来,褐飞虱在亚洲不少国家暴发频繁,给水稻生产构成了严重威胁。化学防治一直是控制褐飞虱的最有效途径。需要摸清褐飞虱对现用主要药剂的敏感性与抗生现状,以便于针对性的开展抗性治理与科学用药,在2005年～2007年期间,测定了我国9省30地褐飞虱种群的抗药性。结果表明:田间褐飞虱种群对不同药剂的抗性水平存在较大的差异,对吡虫啉产生了高水平到极高水平抗性（RR=79.1～813.5倍）;对噻嗪酮、氟虫腈和噻虫嗪都已经产生了低水平到中等水平抗性,其抗性水平分别达到13.1,29.8和19.5倍。长期大量使用吡虫啉,是褐飞虱对其产生高水平抗性的重要原因。因此,必须制定和实施褐飞虱的抗性治理策略,以延缓褐飞虱抗药性的发展。2褐飞虱对吡虫啉的抗性风险评估用吡虫啉对室内饲养的褐飞虱种群进行了连续的抗性筛选,其研究结果表明:对吡虫啉具有200.1倍抗性的褐飞虱室内种群,在室内经26代抗性选育,LC50从16.0 mga.i./L上升至133.7 mg a.i./L,抗性上升8.4倍,达到1671.3倍,其抗性现实遗传力（h2）为0.1049,这暗示褐飞虱对吡虫啉产生高水平抗性后,如继续使用吡虫啉防治,其抗性可能会进一步上升。从抗性筛选的第6代时从中分出一部分停止选育,17代后其对吡虫啉的抗性水平由759倍下降至114.1倍并趋于稳定。这表明除去选择压力后,褐飞虱对吡虫啉的抗性并不稳定,表现出抗性衰退趋势。虽然尚未恢复褐飞虱对吡虫啉的敏感性,但充分说明生产上暂停使用吡虫啉进行防治褐飞虱是十分必要的。因此,必须加强褐飞虱对吡虫啉的抗性治理。3抗吡虫啉褐飞虱的交互抗性研究褐飞虱对吡虫啉产生高水平抗性是其近年来大发生的重要原因,而现在褐飞虱的防治中还主要依赖化学农药。为了褐飞虱的科学用药和抗性治理提供理论基础,在室内用吡虫啉对褐飞虱进行抗性筛选,测定抗吡虫啉褐飞虱的交互抗性谱。测定结果表明:褐飞虱对吡虫啉产生抗性后,对同类药剂中的氯噻啉和噻虫啉有交互抗性,而对同类药剂中的呋虫胺、噻虫嗪和烯啶虫胺没有交互抗性;此外,对苯基吡唑类杀虫剂氟虫腈和昆虫生长调节剂噻嗪酮也没有交互抗性。为了减轻吡虫啉对褐飞虱的选择压力且恢复褐飞虱对其的敏感性,可考虑推荐噻虫嗪、烯啶虫胺、噻嗪酮和氟虫腈等交替轮换用于防治田间褐飞虱,以延缓褐飞虱抗药性的发展。4褐飞虱对吡虫啉的抗性遗传分析害虫的抗性遗传特性是影响其抗性发展的一个重要因子,也是制订抗性治理对策的重要依据。本研究进行了褐飞虱对吡虫啉的抗性遗传特性。吡虫啉对褐飞虱抗性和敏感种群正反交后代3龄若虫的毒力分别为25.68（21.64～30.57）mg a.i./L和30.19（25.35～36.24）mg a.i./L,两者差异不显著(LC50值95%置信限重叠),表明褐飞虱对吡虫啉抗性为常染色体遗传。按照Stone（1968）报道的公式,求得正、反杂交F1、F2′的显性度分别为0.58和0.63,两者均介于0～1之间,说明褐飞虱对吡虫啉的抗生为不完全显性。F1与抗性亲本回交或自交后代的吡虫啉LD-P线与单个主基因控制假设明显不符,说明抗性为多基因遗传。5褐飞虱对吡虫啉抗性生化机制本研究测定了增效剂磷酸三苯酯（TPP）、氧化胡椒基丁醚（PBO）及顺丁烯二酸二乙酯（DEM）在抗、感褐飞虱品系中对吡虫啉的增效作用,结果表明:多功能氧化酶抑制剂PBO在抗、感品系中均有明显的增效作用（增效比SR分别为1.5和2.3）,在抗性品系中的增效作用是在敏感品系中的1.5倍。羧酸酯酶抑制剂TPP在敏感品系中没有明显的增效作用（SR为1.0）,但在抗性品系中增效作用明显（SR为1.5）。谷胱甘肽-S-转移酶抑制剂DEM在抗、感褐飞虱品系中均无显著增效作用。进一步测定抗、感品系有关酶的离体活性发现:抗性褐飞虱的多功能氧化酶的对硝基苯甲醚（P-NA）活力和酯酶的α-乙酸萘酯活力分别是敏感褐飞虱的1.6和1.5倍,差异显著.多功能氧化酶的增效剂（PBO）能有效抑制褐飞虱抗性种群的抗性倍数的57%,而酯酶的抑制剂（TPP）能有效抑制抗性种群的抗性倍数的35%,这两种代谢酶的抑制剂加起来能有效抑制褐飞虱抗性种群抗性倍数的92%。因此,褐飞虱对吡虫啉的抗性机理主要为代谢抗性。6防治褐飞虱的高毒农药替代药剂的室内筛?长期以来,甲胺磷等5种高毒有机磷类药剂广泛被用于防治水稻等粮食作物的重要害虫。随着我国在2007年1月1日全面禁用甲胺磷等5种高毒有机磷类药剂,因此筛选出防治褐飞虱的高毒农药替代药剂迫在眉睫。2005年,我们测定了六类二十余种杀虫剂对我国不同的水稻生态区（广西南宁、桂林、湖南常德和江苏南京）褐飞虱种群的室内毒力。结果表明:噻嗪酮、氟虫腈、噻虫嗪、烯啶虫胺、毒死蜱、异丙威、猛杀威、丁硫克百威等8种药剂对褐飞虱具有较高的毒力,可作为大田药效试验的候选药剂。需要根据大田药效试验结果（其中少数品种同时要进行对天敌安全性评估和室内抗性风险评估）,最终从上述候选药剂中筛选出防治褐飞虱的高毒农药替代药剂。7菊酯类药剂对褐飞虱的生物活性及生殖力影响的评价为了菊酯类农药在水稻田应用提供科学依据,本研究进行了菊酯类药剂对褐飞虱的生物活性及生殖力影响的评价。研究结果表明氟硅菊酯和醚菊酯对褐飞虱具有相对较高的毒力,其毒力次序为氟硅菊酯＞醚菊酯＞高效氯氰菊酯、三唑磷、甲胺磷、高效氟氯氰菊酯≥S-氰戊菊酯、高效氯氟氰菊酯＞溴氰菊酯、顺式氯氰菊酯＞甲氰菊酯＞乙氰菊酯;分别采用高效氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯和对照药剂三唑磷对褐飞虱的亚致死剂量（LC5）连续10代处理褐飞虱,药剂处理后的每代褐飞虱的产卵量与对照相比差异均显著,但这两种菊酯类药剂处理后每代褐飞虱的产卵量与对照药剂三唑磷相比没有明显差异;上述两种菊酯类药剂与噻嗪酮复配能有效抑制菊酯类药剂对褐飞虱的刺激产卵作用。本文还对菊酯类农药在水稻田应用进行的讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 近年来褐飞虱的发生危害现状
• 2 褐飞虱的大发生原因分析
• 2.1 水稻品种及耕作制度因素
• 2.2 境外虫源基数大
• 2.3 气象因素
• 2.4 化学防治因素
• 3 水稻褐飞虱的化学防治:回顾与展望
• 4 褐飞虱抗药性发生演变与研究进展
• 4.1 褐飞虱抗药性发生概况
• 4.2 影响褐飞虱抗药性发展的因素
• 4.3 褐飞虱抗药性机理
• 4.4 褐飞虱抗药性遗传
• 4.5 褐飞虱抗药性治理
• 5 褐飞虱再猖獗的研究
• 5.1 杀虫剂诱导褐飞虱再猖獗的因素
• 5.2 褐飞虱再猖獗的调控
• 6 害虫抗药性与再猖獗的关系
• 7 五种高毒有机磷类农药的禁用
• 8 害虫对吡虫啉的抗药性
• 8.1 害虫对吡虫啉抗药性研究现状
• 8.2 害虫对吡虫啉的交互抗性
• 8.3 害虫对吡虫啉的抗性遗传
• 8.4 害虫对吡虫啉的抗性机理
• 9 本研究的立题依据和目的意义
• 第二章 水稻褐飞虱的抗药性监（检）测
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 供试药剂
• 1.3 测定方法——稻茎浸渍法
• 1.4 数据处理计算
• 2 结果与分析
• 2.1 敏感基线
• 2.2 褐飞虱对吡虫啉的抗性监测
• 2.3 褐飞虱对噻嗪酮的抗性监测
• 2.4 褐飞虱对氟虫腈的抗性检测
• 2.5 褐飞虱对噻虫嗪的抗性检测
• 3 讨论
• 第三章 褐飞虱对吡虫啉的抗性风险评估
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 供试药剂
• 1.3 生物测定方法
• 1.4 室内抗性筛选
• 1.5 抗性现实遗传力分析
• 2 结果与分析
• 2.1 褐飞虱对吡虫啉抗性的室内筛选
• 2.2 褐飞虱对吡虫啉的抗性风险评估
• 3 讨论
• 第四章 抗吡虫啉褐飞虱的交互抗性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 供试药剂
• 1.3 生物测定方法
• 1.4 室内抗性筛选方法
• 1.5 交互抗性测定
• 2 结果与分析
• 2.1 褐飞虱对吡虫啉抗性筛选及对其它新烟碱类杀虫剂的交互抗性
• 3 结论
• 第五章 褐飞虱对吡虫啉的抗性遗传分析
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 供试药剂
• 1.3 生物测定方法
• 1.4 抗性遗传分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 褐飞虱对吡虫啉的抗性基因的显隐性程度的研究
• 2.2 褐飞虱对吡虫啉的抗性性连锁分析
• 2.3 单个与多个抗性等位基因的统计估计
• 3 讨论
• 第六章 褐飞虱对吡虫啉抗性生化机制
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 供试药剂
• 1.3 所用设备
• 1.4 实验方法
• 1.5 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 活体增效测定
• 2.2 抗性与敏感品系解毒酶系活性测定比较
• 3. 讨论
• 第七章 防治褐飞虱高毒农药替代药剂的室内筛选
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 供试药剂
• 1.3 生物测定方法
• 2 结果与分析
• 2.1 六类杀虫剂对4个褐飞虱种群的室内毒力
• 3 讨论
• 第八章 菊酯类药剂对褐飞虱的生物活性及生殖力影响的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 供试药剂
• 1.3 毒力测定方法
• 1.4 药剂对褐飞虱生殖力影响的测定方法
• 2 结果与分析
• 2.1 菊酯类杀虫剂对褐飞虱的生物活性
• 2.2 菊酯类药剂对褐飞虱生殖力的影响
• 3 讨论
• 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录Ⅰ: 攻读学位期间发表的学术论文
• 附录Ⅱ: 攻读学位期间获得的奖励