褐飞虱抗药性监测、抗性生化机理和遗传多样性研究

论文摘要

褐飞虱（Nilaparvata lugens Stal）是亚洲地区最重要的水稻害虫之一,严重影响了该地区水稻的生产。近年来,由于化学农药的大量使用,导致了褐飞虱抗药性的发生与发展。开展褐飞虱抗药性监测、杀虫剂对褐飞虱抗性种群的毒力测定、抗性生化机理的研究以及褐飞虱不同地理种群遗传多样性分析,对褐飞虱的抗性治理及综合治理具有重要意义。1.褐飞虱抗药性监测采用稻茎浸渍法监测了湖北省武穴、天门、监利、通城、孝感、公安及枣阳7地区褐飞虱田间种群对吡虫啉、噻嗪酮、氟虫腈的抗药性。结果表明:2006、2007和2008年3年7地区褐飞虱田间种群对吡虫啉的抗性分别为98.89-389.19倍、69.00-153.33倍和56.32-116.89倍,达高水平至极高水平抗性,但三年期间总体抗性水平呈现一定程度的下降趋势;2007和2008年2年7地区褐飞虱田间种群对噻嗪酮的抗性分别为13.39-41.06倍和6.94-20.44倍,达低水平至高水平抗性;2007和2008年2年7地区褐飞虱田间种群对氟虫腈抗性分别为0.97-2.64倍和0.63-1.42倍,为敏感阶段。2.单剂及复配对褐飞虱抗性种群的毒力测定采用稻茎浸渍法测定了7种单剂和2种单剂及其复配对褐飞虱田间抗性种群的毒力。结果表明,7种单剂中阿维菌素对褐飞虱的毒力最高,LC50值仅为0.0761mg/L,三唑磷对褐飞虱田间抗性种群的LC50值最大,达53.1915mg/L。在毒死蜱和啶虫脒复配对褐飞虱的最佳配比室内筛选中,当两者以1:20比例复配时,两者具有最大的增效作用,共毒系数为138.38。3.褐飞虱田间种群抗药性的生化机理研究以褐飞虱田间抗性种群和相对敏感品系为材料,采用生化分析方法,比较了褐飞虱不同品系5种解毒酶的活力。结果表明,褐飞虱田间种群产生抗药性的原因与多功能氧化酶（MFO）活力的升高密切相关,与酯酶（EST）、羧酸酯酶（CarE）、乙酰胆碱酯酶（AchE）及谷胱甘肽-S-转移酶（GST）没有必然的联系。4.中国褐飞虱不同地理种群mtDNA COI遗传多样性分析对中国13个地理种群褐飞虱,选择线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基I（COI）基因进行序列变异分析。研究表明,13个地理种群130个褐飞虱个体存在10个单倍型,单倍型之间的遗传距离在0.00121-0.00362之间,单倍型BPH-10与其它单倍型之间的遗传距离最大,有3个碱基的差异,BPH-1是最主要的单倍型,除了云南地理种群,在每个地理种群中都占有相当大的比重。13个褐飞虱地理种群内,福建地理种群内平均核苷酸差异（K）最大,为1.067,核苷酸多样度（Pi）也最大,为0.00129。云南地理种群和湖南地理种群,云南地理种群和广西地理种群间的核苷酸分歧度相对较大,为0.254%,其它地理种群之间的核苷酸分歧度均很小。云南地理种群和湖南地理种群间的净核苷酸分歧度最高,为0.156%,其它地理种群间的净核苷酸分歧度很小。通过基因流和遗传分化研究,表明云南地理种群和其它地理种群之间的基因流很小,Nm值小于0.7368,有较大的遗传分化,Fst值大于0.4043。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 褐飞虱的抗药性
• 1.1 褐飞虱的发生与危害
• 1.2 褐飞虱抗药性发生与现状
• 1.3 褐飞虱抗药性机理研究
• 1.3.1 表皮穿透速率下降
• 1.3.2 解毒作用增强
• 1.3.3 靶标敏感性下降
• 1.4 褐飞虱抗药性综合治理
• 1.4.1 抗药性监测
• 1.4.2 合理使用化学防治
• 1.4.3 农业防治
• 1.4.4 生物防治
• 2 褐飞虱的遗传多样性
• 2.1 遗传多样性的概念
• 2.2 遗传多样性的研究意义
• 2.3 遗传多样性的主要研究方法
• 2.3.1 形态学方法
• 2.3.2 染色体分析方法
• 2.3.3 蛋白质水平的研究方法
• 2.3.4 DNA水平的研究方法
• 2.4 线粒体DNA在昆虫遗传多样性研究中的应用
• 2.4.1 昆虫线粒体DNA的分子结构与特点
• 2.4.2 线粒体DNA在昆虫遗传多样性及系统进化研究中的应用
• 3 本研究的目的和意义
• 第二章 褐飞虱对吡虫啉、噻嗪酮和氟虫腈的抗药性监测
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 供试虫源
• 1.1.2 主要仪器和设备
• 1.1.3 主要试剂
• 1.2 方法
• 1.2.1 药剂配制
• 1.2.2 毒力测定
• 1.2.3 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 湖北省不同地区褐飞虱田间种群对吡虫啉的抗性监测结果
• 2.2 湖北省不同地区褐飞虱田间种群对噻嗪酮的抗性监测结果
• 2.3 湖北省不同地区褐飞虱田间种群对氟虫腈的抗性监测结果
• 3 小结与讨论
• 第三章 单剂及复配对褐飞虱抗性种群的毒力测定
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 供试虫源
• 1.1.2 主要仪器和设备
• 1.1.3 主要试剂
• 1.2 方法
• 1.2.1 药剂配制
• 1.2.2 毒力测定
• 1.2.3 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 七种杀虫单剂对褐飞虱田间抗性种群的毒力
• 2.2 毒死蜱和啶虫脒复配对褐飞虱田间抗性种群联合作用研究
• 3 小结与讨论
• 第四章 褐飞虱田间种群抗药性的生化机理研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 供试虫源
• 1.1.2 主要仪器和设备
• 1.1.3 主要试剂
• 1.2 方法
• 1.2.1 蛋白质标准曲线的制备
• 1.2.2 酯酶及羧酸酯酶活力的测定
• 1.2.3 乙酰胆碱酯酶活力的测定
• 1.2.4 谷胱甘肽-S-转移酶活力的测定
• 1.2.5 多功能氧化酶活力的测定
• 2 结果与分析
• 2.1 标准曲线
• 2.1.1 蛋白质标准曲线
• 2.1.2 a-萘酚标准曲线
• 2.1.3 谷胱甘肽标准曲线
• 2.1.4 对硝基苯酚标准曲线
• 2.2 解毒酶活力测定结果
• 2.2.1 酯酶活力
• 2.2.2 羧酸酯酶活力
• 2.2.3 乙酰胆碱酯酶活力
• 2.2.4 谷胱甘肽-S-转移酶活力
• 2.2.5 多功能氧化酶活力
• 3 小结与讨论
• 第五章 中国褐飞虱不同地理种群mtDNA COI遗传多样性分析
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 样品的采集和保存
• 1.1.2 主要仪器和设备
• 1.1.3 主要试剂
• 1.2 方法
• 1.2.1 溶液配制
• 1.2.2 褐飞虱总DNA的提取
• 1.2.3 PCR扩增及检测
• 1.2.4 目的片段测序
• 1.2.5 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 褐飞虱mtDNA COI基因PCR扩增产物检测结果
• 2.2 mtDNA COI基因的序列组成及变异
• 2.3 褐飞虱种群内mtDNA COI基因的核苷酸多样度和单倍型多样度
• 2.4 褐飞虱13个地理种群间核苷酸分歧度（Dxy）和净核苷酸分歧度（Da）
• 2.5 褐飞虱10个单倍型间遗传距离及系统发生关系
• 2.6 褐飞虱地理种群间的基因流及遗传分化
• 3 小结与讨论
• 第六章 论文总结
• 1 论文研究的主要结论
• 2 论文的创新之处
• 3 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间论文撰写与发表情况
• 致谢