甜菜夜蛾抗性监测及甲维盐和高效氯氰菊酯抗性种群的抗性机理和抗性遗传方式

论文摘要

甜菜夜蛾属鳞翅目夜蛾科,其寄主范围非常广,为害甘蓝、大葱、花椰菜、番茄、青椒、豇豆、芹菜等多种蔬菜和棉花、玉米、花生、大豆、甜菜、烟草、花卉、茶、果树及杂草等170多种植物,是一种世界性分布、杂食性、间歇性大发生的重要农业害虫。近年来甜菜夜蛾在我国危害逐渐加重,甜菜夜蛾的暴发涉及到种植结构、气候、天敌、落后的监测防治措施及其自身生物学特性等诸多因子,但是由于其对常用杀虫剂抗药性的产生,使得许多传统杀虫剂已不能有效控制其危害,也是引起甜菜夜蛾大发生的一个重要原因。本研究监测了不同地区甜菜夜蛾种群对各类杀虫剂的抗性,并进一步开展了甜菜夜蛾对甲维盐和高效氯氰菊酯抗性种群的代谢抗性机理和遗传方式研究,相关研究结果可以为制定科学合理的甜菜夜蛾防治方案及相应的抗性治理措施打下基础。1甜菜夜蛾的抗药性监测及药剂间可能存在的交互抗性分析2009年和2010年在甜菜夜蛾的发生期,从全国10个不同地点的蔬菜上采集甜菜夜蛾幼虫,在室内F1和F2代用浸叶法测定了10种杀虫剂对甜菜夜蛾3龄幼虫毒力并计算其抗性水平。结果表明,对溴虫腈的抗性处于敏感至敏感性下降阶段（0.9-4.5倍）,对茚虫威（5.6-36.7倍）和多杀菌素（4.6-32.8倍）的抗性处于低至中等抗性水平,各地种群对尚未大量田间使用于甜菜夜蛾防治的氯虫苯甲酰胺也表现出一定的抗性,抗性倍数在4.8-36.1倍之间；除了2010年江西南昌甜菜夜蛾种群对甲维盐仍处于中等抗性水平（20倍）外,其它田间种群对甲维盐均达到极高水平抗性（127-1899.5倍）。但甲维盐毒力仍然较好,LCso值在0.559-8.358ppm之间,是所有监测药剂中毒力最高的。各地甜菜夜蛾对3种生长调节剂的抗性水平差异较大,上海奉贤-09种群对虫酰肼（48.5倍）和甲氧虫酰肼（51.7倍）的抗性最高,其次是云南晋宁-10种群对这两种药剂分别达到37.6和44.5倍的抗性,其它种群对虫酰肼（1.3-11.1倍）处于敏感至中等水平抗性,对甲氧虫酰肼（0.6-7.2倍）的抗性尚处于敏感至低水平抗性之间；除了陕西阎良-10种群对氟啶脲（436.6倍）达到极高水平抗性外,其它种群对氟啶脲抗性在2.7-24.5倍之间。将不同药剂对各地甜菜夜蛾的毒力进行两两对应的相关性分析及显著性检验,分析不同药剂间可能存在的交互抗性。结果表明甲维盐与多杀菌素、虫酰肼、甲氧虫酰肼、茚虫威毒力间有较为显著的相关性,相关系数分别为0.818、0.759、0.781和0.632,说明甲维盐与这些药剂有一定水平的交互抗性,与溴虫腈、氯虫苯甲酰胺、氟啶脲不存在明显的交互抗性。溴虫腈除了与茚虫威有极显著的相关性外,与其它几种监测的药剂均无相关性。虫酰肼与甲氧虫酰肼对甜菜夜蛾的毒力具有极显著的相关性,且这两种药剂与多杀菌素、甲维盐也具有显著的相关性,表明它们之间交互抗性明显。此外,毒死蜱、高效氯氰菊酯、氟啶脲对甜菜夜蛾的毒力与其它杀虫剂均无显著的相关性。甜菜夜蛾对不同药剂的抗性同时还表现出一定的地域差异,上海奉贤和云南晋宁种群对各种杀虫剂的抗性相对较高,而其它地区（除个别药剂外）抗性则相对较低,这种差异与各地的防治习惯与用药历史均有很大的关系。同时根据抗性监测的结果,本文还提出了有针对性的药剂使用方案。2甜菜夜蛾田间种群代谢酶活性检测及甲维盐和高效氯氰菊酯抗性种群的代谢抗性机理解毒代谢酶活力增强是害虫对杀虫剂产生抗性的重要原因。四个不同田间种群三种主要代谢酶对不同底物的活力测定表明,与敏感种群相比,三种代谢酶的活力均有不同水平升高,但田间种群抗性情况复杂,与抗性相关的酶活力变化需进一步的证据。通过甜菜夜蛾不同地理种群对各种杀虫剂的抗性与解毒代谢酶活力的相关性分析表明,多功能氧化酶PNOD活力的升高与甜菜夜蛾对甲维盐、茚虫威、多杀菌素等8种药剂的相关性都较高,即多功能氧化酶PNOD活力的上升与这些药剂的抗性均有一定的关系。而谷胱甘肽S-转移酶对DCNB的活力和酯酶活力的升高与氯虫苯甲酰胺、虫酰肼、甲氧虫酰肼和高效氯氰菊酯的抗性也有一定的关系,酯酶的活力与高效氯氰菊酯的抗性的相关性达到了极显著水平。分别测定多功能氧化酶抑制剂PBO、谷胱甘肽S-转移酶抑制剂DEM和酯酶抑制剂DEF在不同种群中对甲维盐及高效氯氰菊酯的增效作用,结果表明：在云南晋宁、上海奉贤和江苏六合田间种群中,PBO对甲维盐的增效比分别是4.3、2.1和1.2倍,DEM对甲维盐的增效比分别是1.0、1.0和0.6倍,DEF对甲维盐的增效比分别是4.4、7.0和2.2倍；而PBO在三个种群中对高效氯氰菊酯的增效比分别是4.5、10.9和58.0倍,DEM对高效氯氰菊酯的增效比分别是0.5、0.7和1.8倍,DEF对高效氯氰菊酯的增效比分别是31.3、21.2和245.3倍,说明多功能氧化酶和酯酶均参与了甜菜夜蛾田间种群对甲维盐和高效氯氰菊酯的代谢,而谷胱甘肽s-转移酶作用不明显。但解毒代谢酶活力测定结果表明,这三个种群多功能氧化酶、谷胱甘肽s-转移酶和酯酶活力与敏感种群相比均有显著差异。由于甜菜夜蛾田间种群的多抗性,解毒代谢酶在甜菜夜蛾对杀虫剂的抗性进化过程中发挥了重要作用,但由于田间种群代谢机理比较复杂,因此采用增效剂的增效作用检测结果说明代谢酶在田间种群对甲维盐及高效氯氰菊酯抗性形成中的作用可能更具可靠性。3甜菜夜蛾甲维盐抗性衰退及甲维盐和高效氯氰菊酯的抗性遗传方式抗性衰退研究是抗性风险评估的重要内容。云南晋宁-10和上海奉贤-09,10三个田间种群对甲维盐的抗性衰退研究表明,晋宁种群从F2代到F8代抗性倍数从689倍下降到74倍,奉贤-09种群从F2代的1899.6倍下降到F5代的43倍,奉贤-10种群从F2代到F6代抗性倍数从847倍下降到59倍,甲维盐抗性衰退的速度较为明显,这个结论有助于抗性治理方案的制定。鉴于目前抗性监测的结果表明不少地区甜菜夜蛾已经对甲维盐产生中至高水平的抗性,必须立即停止或减少甲维盐在抗性水平较高地区如上海、云南等地的使用,选用其它一些没有交互抗性的药剂进行合理的轮用或混用,以利田间抗性的衰退,同时加强对甲维盐的抗性监测,注意评估其抗性治理的效果,从而达到对这一药剂的高效和保护性利用,充分发挥其对甜菜夜蛾的高效控制作用。以云南晋宁和上海奉贤两个甜菜夜蛾田间种群分别与敏感种群进行正、反交实验,分析甜菜夜蛾田间种群对甲维盐及高效氯氰菊酯的抗性遗传方式。两个田间种群与敏感种群的正交、反交后代F1、F1’对甲维盐的抗性水平相当,且LD-P线明显偏向抗性种群一侧,显隐性度D值在0-1之间,说明这两个甜菜夜蛾田间种群对甲维盐的抗性遗传方式均为常染色体、不完全显性遗传。回交分析结果显示LD-P线在死亡率50%处没有明显的平坡,且χ2适合性测验结果不符合单基因遗传的假设,说明上海奉贤田间种群对甲维盐的抗性受多基因控制。两个田间种群与敏感种群的正交、反交后代对高效氯氰菊酯的抗性水平相当,LD-P线都处于靠中间的位置,且正、反交显隐性度D值均在0左右,说明两个甜菜夜蛾田间种群对高效氯氰菊酯的抗性遗传方式均为常染色体、共显性遗传。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 甜菜夜蛾的发生与为害
• 2 甜菜夜蛾的抗药性现状
• 2.1 国外抗药性现状
• 2.2 国内抗药性现状
• 3 甜菜夜蛾暴发的原因
• 3.1 自身生物学特性
• 3.2 气候条件
• 3.3 种植结构调整及栽培管理
• 3.4 天敌因素
• 3.5 抗药性问题
• 3.6 落后的监测和防治措施
• 4 甜菜夜蛾抗药性机理
• 4.1 表皮穿透速率降低
• 4.2 解毒代谢酶活性增强
• 4.3 靶标部位敏感性下降
• 5 抗性遗传
• 6 抗性治理策略
• 6.1 建立和完善抗性监测体系
• 6.2 农业防治
• 6.3 生物防治
• 6.4 物理防治
• 6.5 化学防治
• 7 新型杀虫剂的作用机制及其抗性现状
• 7.1 甲氨基阿维菌素苯甲酸盐
• 7.2 多杀菌素
• 7.3 溴虫腈
• 7.4 茚虫威
• 7.5 氯虫苯甲酰胺
• 8 本研究的目的及意义
• 第二章 甜菜夜蛾的抗药性监测及药剂间可能存在的交互抗性分析
• 摘要
• 1 材料和方法
• 1.1 供试甜菜夜蛾
• 1.2 供试药剂
• 1.3 生物测定方法
• 1.4 数据统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 敏感毒力基线
• 2.2 甜菜夜蛾对新型杀虫剂的抗性
• 2.3 甜菜夜蛾对昆虫生长调节剂的抗性
• 2.4 甜菜夜蛾对传统杀虫剂的抗性
• 2.5 不同药剂间毒力的相关性分析
• 3 讨论
• 第三章 甜菜夜蛾田间种群代谢酶活性检测及甲维盐和高效氯氰菊酯抗性种群的代谢抗性机理
• 摘要
• 1 材料和方法
• 1.1 供试甜菜夜蛾
• 1.2 供试药剂及化学试剂
• 1.3 生物测定方法及增效剂的活体增效实验
• 1.4 解毒代谢酶的活性测定
• 1.5 蛋白质含量测定
• 1.6 数据统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 甜菜夜蛾田间种群的解毒代谢酶活性测定
• 2.2 增效剂对甲维盐和高效氯氰菊酯的增效作用
• 2.3 解毒代谢酶活力与杀虫剂抗性的相关性分析
• 3 讨论
• 第四章 甜菜夜蛾甲维盐抗性衰退及甲维盐和高效氯氰菊酯的抗性遗传方式
• 摘要
• 1 材料和方法
• 1.1 供试甜菜夜蛾
• 1.2 供试药剂及化学试剂
• 1.3 生物测定方法
• 1.4 解毒代谢酶的活性测定
• 1.5 抗性遗传方式分析
• 1.6 数据统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 甜菜夜蛾田间种群对甲维盐的抗性衰退趋势
• 2.2 甜菜夜蛾对甲维盐、高效氯氰菊酯的抗性遗传分析
• 2.3 云南晋宁-10、上海奉贤-10种群及其与敏感种群杂交、回交后代MFO、GST、EST的活性比较
• 3 讨论
• 全文总结
• 参考文献
• 致谢