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《南京农业大学》 2016年
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灰飞虱对溴氰菊酯抗性的发生机理研究

邱小燕  
【摘要】:灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)属于半翅目、飞虱科,是一种重要的农作物害虫。它广泛分布于东南亚、西伯利亚和欧洲,危害水稻、玉米、小麦、燕麦和大麦几种重要的农作物。防治灰飞虱的手段主要是化学防治,但长期和大量的使用农药使灰飞虱产生了抗药性。为了延缓抗药性的发展,必须进行抗性的发生机制研究。本文利用毒死蜱抗性品系为初始品系,换用溴氰菊酯处理筛选了溴氰菊酯抗性灰飞虱品系,并用三种后续处理方式观察换用药剂后抗药性的衰退状况。此外,本研究还筛选了和溴氰菊酯抗性相关的P450基因、酯酶基因、ABC转运蛋白基因;克隆了灰飞虱钠离子通道全长,比较了抗、感品系序列差异,就灰飞虱对溴氰菊酯抗性的发生机理进行了探讨。一、不同用药处理对灰飞虱抗药性持续发展的影响本研究利用稻苗和试虫同时喷雾法大量处理试虫,以溴氰菊酯筛选灰飞虱的毒死蜱抗性品系。监测抗药性的结果表明,利用毒死蜱抗性品系为初始种群,用高选择压筛选溴氰菊酯抗性,筛选前期抗性没有缓慢上升期,直接进入指数增长期,且抗性发展迅速,筛选6代抗性倍数达到185.31倍,至11代时溴氰菊酯剂量为5000mg/L的致死率仅为4.35%,成为溴氰菊酯高抗品系。对该溴氰菊酯高抗品系采用停止用药、轮换曾使用过的毒死蜱和换用吡虫啉三种不同方式进行后续处理,并进行抗药性监测,结果发现经过连续7代不用任何药剂处理的衰退后,该品系对溴氰菊酯、毒死蜱、吡虫啉、高效氯氰菊酯4种杀虫剂的敏感性均有所恢复,其中对溴氰菊酯和高效氯氰菊酯恢复的速度较慢,而对吡虫啉的敏感性恢复最快。不同处理方式对同一药剂的敏感性恢复速度也不一样,对溴氰菊酯敏感性恢复速度由快到慢是:用吡虫啉处理,不用任何药剂处理,用毒死蜱处理。对毒死蜱敏感性恢复速度由快到慢是:用吡虫啉处理,不用任何药剂处理,用毒死蜱处理。对吡虫啉敏感性恢复速度由快到慢是:不用任何药剂处理,用毒死蜱处理,用吡虫啉处理;对高效氯氰菊酯感性恢复速度最快的是用吡虫啉处理,而不用任何药剂处理和用毒死蜱处理速度相近。分析认为:利用抗性品系为初始种群,用高选择压大量处理试虫,筛选抗药性的速度较快;灰飞虱可以对溴氰菊酯产生极高水平的抗性,使防治无效;灰飞虱对溴氰菊酯产生高水平抗药性后,换用不同的杀虫剂对其敏感性恢复的影响,有明显的差异。本研究结果对田间用药防治灰飞虱的轮换选择能提供一定的理论依据。二、灰飞虱解毒基因与不同杀虫剂抗性的关系本实验在实验室已经筛选出来和灰飞虱抗性相关的8条P450基因、2条酯酶基因和17条ABC转运蛋白基因的基础上,筛选灰飞虱溴氰菊酯抗性相关基因。结果显示:CYP439A1v3、CYP66AY3v2、CYP306A2v2、CYP6F53D1v2 5条P450基因在溴氰菊酯的抗性筛选过程中表达上调,最高时均大于2倍(分别为2.66、2.65、4.42、2.36、2.37倍)。其中CYP353Dlv2基因在分别用毒死蜱、吡虫啉处理的衰退第7代表达水平分别为1.97倍和2.13倍的上调,结果表明CYP353D1v2基因与溴氰菊酯,毒死蜱和吡虫啉的抗性发生都相关。2条酯酶基因LsCE12和LsCE36在溴氰菊酯筛选品系中均过表达,在筛选第9代(C9)中的表达水平分别有2.45倍和14.93倍上调,其中LsCE36基因经过毒死蜱的处理衰退7代仍有2.08倍的过表达,可能该基因不仅在灰飞虱溴氰菊酯的抗性发生过程中起重要作用,同时也与灰飞虱毒死蜱的抗性发生相关。ABCA1、ABCA3、ABCBABCG2、ABCG3、ABCG7、ABCG1 0、ABCH4,ABCH5、ABCH6 10条ABC转运蛋白基因在溴氰菊酯的抗性筛选过程中表达上调,在筛选第9代(C9)时表达倍数为:2.09、2.10、2.06、2.65、2.34、2.36、2.37、3.95、5.69、3.12倍。并且,在不接触任何杀虫剂衰退与用毒死蜱和吡虫啉处理衰退过程中,这10个基因没有出现表达上调,可能这10个基因只与溴氰菊酯的抗性相关。三、灰飞虱钠离子通道基因的克隆与抗感品系的序列比对分析本实验克隆获得了灰飞虱钠离子基因(Ls.para)的全长,开放阅读框(open reading frame,ORF)为6171bp,共编码2057个氨基酸。序列分析表明该基因有钠离子通道基因典型的结构:4个同源结构域(Ⅰ-Ⅳ),每个结构域有6个疏水性跨膜片段(S1-S6),一个MFM模体。序列进化分析显示灰飞虱的钠离子通道基因与半翅目的绿盲蝽Apolygus lucorum和温带臭虫Cimex lectuarius亲缘关系近,同源性高,属于同一进化分支。抗、感品系的Lspara基因序列比对分析结果显示,对应于已报道其他昆虫同源基因的突变位点:Ⅱ 区域内的 M827、M918、M929、L932、L1011、L1014、V1016;Ⅲ区域内的A1410、A1494、F1534、F1538和Ⅳ区域内的11752,灰飞虱溴氰菊酯抗性品系和敏感品系不存在突变,但在Ⅱ区域内,灰飞虱溴氰菊酯抗性品系相比较于敏感品系多了 VSIYYFPT插入片段,这一突变是否和灰飞虱的溴氰菊酯抗性相关尚有待进一步研究。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S433.3

【参考文献】
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