二斑叶螨对甲氰菊酯的生化抗性机理研究

论文摘要

二斑叶螨（Tetranychus urticae Koch）是果树、蔬菜和农作物上危害最为严重的害螨种群,长期以来主要使用菊酯类杀螨剂来防治,如甲氰菊酯等。菊酯类杀螨剂由于对害螨毒力高,与环境相容性好,对人畜低毒,无残留污染,对天敌安全等特性,成为我国果树蔬菜生产中害螨防治的支柱品种。但大量、单一和连续使用,带来了二斑叶螨等各种害螨的抗药性。本文通过雌雄单系扩繁二斑叶螨,室内培育二斑叶螨抗甲氰菊酯品系,用15种常用杀螨剂对二斑叶螨抗甲氰菊酯品系进行交互抗性测定,为农药的合理轮换和混用,提供了可靠的理论依据;对抗性品系进行生理生化分析,明确二斑叶螨抗甲氰菊酯品系体内解毒酶的变化与抗药性的关系,为二斑叶螨对菊酯类农药的酶学抗性监测技术奠定理论基础。本文获得了以下主要研究结果:1二斑叶螨对甲氰菊酯抗性选育及交互抗性测定二斑叶螨敏感种群采自甘肃省兴隆山,通过雌雄单系扩繁。室内用甲氰菊酯对二斑叶螨进行药剂培育抗性品系。二斑叶螨对甲氰菊酯的抗性上升可分为5个阶段:F3～F5、F5～F11、F11～F12、F12～F14和F14～F19;当筛选19代后,抗性倍数达88.37倍;表明二斑叶螨对甲氰菊酯很容易产生抗药性,如果继续筛选,二斑叶螨对甲氰菊酯的抗性还会继续上升。对15种常用杀螨剂的交互抗性测定结果表明,该种群对三氯氟氰菊酯（抗性指数12.21倍）和苦皮藤生物碱（10.82倍）有明显交互抗性;对氧乐果、苯丁锡、唑螨酯、氯氰菊酯及三唑锡交互抗性次之,达6.35倍,7.54倍6.878倍、9.79倍、和6.65倍。2二斑叶螨对甲氰菊酯抗性的生化机制二斑叶螨抗甲氰菊酯品系（FeR）与敏感品系（susceptible strain,S）的羧酸酯酶（carboxylesterases,CarE）活性差异显著,抗性品系（FeR）的酶活力为敏感品系（S）的酶活力的1.0969倍;在相同的反应条件下,羧酸酯酶（CarE）活性随着酶液浓度的增加,吸光值也逐渐增加,当酶液浓度为2.5头/mL时,抗性品系的吸光值为0.27,而敏感品系的吸光值为0.245,相对抗性倍数为1.102倍,这说明在任何一个阶段羧酸酯酶（CarE）的活性都与抗性增强有关。抗性种群体内酸性磷酸酯酶（Phosphatase,acid,ACP）、碱性磷酸酯酶（Alkalinephosphatase,AKP）的活性分别为0.1410μM/mg.pr/30min和0.1181μM/mg.pr/30min,而在敏感品系中ACP、AKP的活性较低,活力分别为0.1328μM/mg.pr/30min、0.0072μM/mg.pr/30min,二斑叶螨抗、感品系磷酸酯酶活性有差异,这说明二斑叶螨対甲氰菊酯抗性的产生与磷酸酯酶的活性相关,磷酸酯酶活性升高是二斑叶螨对甲氰菊酯产生抗性的原因之一。通过测定在3min内吸光值（OD值）的变化,随着时间的变化,敏感品系（S）谷胱甘肽-S转移酶（Glutathione S-transferase, GSTs）的活性呈下降趋势,而抗性品系（FeR）的活性除了在40s前之外,其他都高于敏感品系（S）,表明了FeR品系谷胱甘肽-S-转移酶（GSTs）活力增高,导致二斑叶螨对甲氰菊酯产生抗药性,并随时间的增长,抗性逐渐增高。多功能氧化酶氧脱甲基（Mixed function oxidase,MFOs）是重要的解毒酶之一,抗性品系( 0.1628mmol·L-1·mg-1Pro·（30min）-1 )的活性为敏感品系( 0.0550 mmol·L-1·mg-1Pro·（30min）-1)的2.9471倍,在本实验检测的三种解毒酶中抗性倍数最大,抗性品系活力高于敏感品系0.1078 mmol·L-1·mg-1Pro·（30min）-1,表现出极显著差异性,这说明MFOs在二斑叶螨对甲氰菊酯的抗性生化机理中起到举足轻重的作用,可能为二斑叶螨对甲氰菊酯产生抗性的关键酶。3河西3地区二斑叶螨对7种常用杀虫杀螨剂抗性测定为了明确甘肃省河西地区二斑叶螨对常用农药的田间抗性状况,采用室内生物测定方法,对采自武威、张掖和酒泉三地区的二斑叶螨种群对7种药剂进行抗性测定。结果表明:3个地区的二斑叶螨对7种药剂都有不同程度的抗性,3地区二斑叶螨对甲氰菊酯的抗性水平相似,属于中等抗性水平;对于高效氯氟氰菊酯的抗性顺序为:武威种群>张掖种群>酒泉种群;二斑叶螨对阿维菌素、三氯杀螨醇、哒螨灵的抗性较低。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 二斑叶螨的发生与危害
• 1.2 二斑叶螨严重发生的原因
• 1.2.1 寄主泛围广
• 1.2.2 繁殖力强、产卵量大
• 1.2.3 内禀增长力高
• 1.2.4 天敌大量杀伤
• 1.3 二斑叶螨抗药性研究进展
• 1.3.1 国外二斑叶螨抗性研究进展
• 1.3.2 国内二斑叶螨抗药性的研究进展
• 1.4 二斑叶螨抗药性机理的研究
• 1.4.1 产生抗药性的生理生化机制
• 1.4.1.1 表皮穿透速率降低
• 1.4.1.2 解毒酶与抗药性的关系
• 1.4.1.3 神经系统敏感性下降
• 1.4.1.4 钠离子通道与菊酯类农药抗性的关系
• 1.4.2 击倒抗性的分子机理
• 1.5 二斑叶螨的抗性治理
• 1.5.1 抗药性治理
• 1.5.2 防治方法
• 1.5.2.1 人工防治
• 1.5.2.2 生物防治
• 1.5.2.3 化学防治
• 1.6 害螨（虫）抗药性的监测
• 1.6.1 诊断剂量法
• 1.6.2 神经电生理检测法
• 1.6.3 生理生化分析法
• 1.6.3.1 应用模式底物检测昆虫匀浆液中酶的活性
• 1.6.3.2 利用免疫学技术监测与抗药性相关的酶或靶标
• 1.6.4 分子生物学法
• 1.6.2.1 专一性等位基因PCR 扩增法（PASA-PCR amplification of specific alleles）
• 1.6.2.2 PCR-限制性内切酶法（PCR/REN-PCR/Restriction Endonuclease）
• 1.6.2.3 PCR-单链构象多态性分析法（single-stranded conformational poymorphism analysis, SSCP）
• 1.6.2.4 固相微测序反应
• 1.7 本文研究的内容及目的意义
• 第二章 二斑叶螨对甲氰菊酯抗性选育及交互抗性测定
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.1.1 供试二斑叶螨
• 2.1.2 饲养台的构造
• 2.1.3 供试药剂
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 二斑叶螨饲养方法
• 2.2.2 抗性选育及生物测定方法
• 2.2.2.1 抗性选育方法
• 2.2.2.2 生物测定方法
• 2.2.2.3 数据处理
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 二斑叶螨对甲氰菊酯的抗性选育结果
• 2.3.2 常用15 种杀螨剂对抗甲氰菊酯二斑叶螨种群的交互抗性测定
• 2.4 小结
• 第三章 二斑叶螨对甲氰菊酯抗性的生理生化机制研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.1.1 供试二斑叶螨
• 3.1.1.2 供试试剂
• 3.1.1.3 实验仪器
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.2.1 标准曲线制作
• 3.1.2.2 羧酸酯酶活性测定
• 3.1.2.3 磷酸酯酶活性的测定
• 3.1.2.4 谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）活性测定
• 3.1.2.5 多功能氧化酶氧脱甲基（MFOs）活性测定
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 标准曲线结果
• 3.2.2 酶活性的测定结果
• 3.2.2.1 酯酶活性测定结果
• 3.2.2.2 谷胱甘肽-S-转移酶（GSTs）活性测定
• 3.2.2.4 多功能氧化酶氧脱甲基（MFOs）活性测定
• 3.3 小结
• 第四章 二斑叶螨对常用农药的抗药性调查
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试材料
• 4.1.1.1 供试二斑叶螨
• 4.1.1.2 供试药剂
• 4.1.2 试验方法
• 4.1.2.1 生物测定方法
• 4.1.3 数据处理
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 二斑叶螨对7 种农药的毒力敏感基线
• 4.2.2 抗性监测结果
• 4.3 小结
• 第五章 主要结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.1.1 二斑叶螨对甲氰菊酯的抗性选育及对15 种杀螨剂的交互抗性测定
• 5.1.2 二斑叶螨抗、感品系酶活力的比较
• 5.1.3 河西3 地区二斑叶螨抗性水平的监测
• 5.2 问题与讨论
• 5.3 创新点
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介