斜纹夜蛾对茚虫威的抗性选育及抗性机制研究

论文摘要

斜纹夜蛾Spodoptera litura （Fabricius）是一种世界性分布的重要农业害虫,大量农药的频繁使用,使得斜纹夜蛾抗药性问题日益突出。新型杀虫剂茚虫威具有独特的作用机制、卓越的杀虫活性和对非靶标生物低毒的特点,是目前替代有机磷和拟除虫菊酯类杀虫剂的理想品种。本文以斜纹夜蛾为材料,对茚虫威亚致死效应、交互抗性和抗性机制等有关毒理学问题进行了研究和探讨。通过浸叶法对斜纹夜蛾的生物测定表明,与溴虫腈和氟虫腈这两种常用药剂相比,茚虫威对斜纹夜蛾三龄幼虫具有更高的生物活性。对几种常用生物测定方法的比较研究发现,通过浸虫法测定的茚虫威毒力最低,而浸叶法、人工饲料混毒法与人工饲料浸毒法的结果相似,表明茚虫威对斜纹夜蛾以胃毒作用为主。根据生物测定结果,用对应LC15、LC10和LC5浓度的茚虫威处理斜纹夜蛾三龄幼虫,发现与对照相比,茚虫威处理斜纹夜蛾化蛹率、羽化率和孵化率均明显下降,并且经LC15浓度处理后,成虫寿命以及单雌产卵量皆显著低于对照,表明亚致死浓度茚虫威对斜纹夜蛾当代和下一代的种群增长有一定的抑制作用。研究还发现,亚致死浓度茚虫威处理斜纹夜蛾三龄幼虫后,斜纹夜蛾酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶以及多功能氧化酶O-脱甲基活性与对照相比无显著差异,表明亚致死浓度茚虫威对这三种解毒酶活性没有影响。经过10代6次室内抗性选育,获得了斜纹夜蛾对茚虫威抗性品系,与选育前相比,斜纹夜蛾对茚虫威敏感性降低15.57倍。抗性风险评估表明,斜纹夜蛾具有对茚虫威产生高水平抗性的风险。对斜纹夜蛾抗茚虫威品系的适合度研究表明,与敏感品系相比,抗性品系在生长发育和繁殖上具有不利性,抗性品系的相对适合度仅为敏感品系的0.73。交互抗性测定发现,与相对敏感品系相比,茚虫威抗性斜纹夜蛾品系对辛硫磷、高效氯氰菊酯和氟虫腈LC50值分别是敏感品系的1.53、2.42和1.52倍,对溴虫腈和灭多威LC50值分别是敏感品系的0.78和0.96倍,表明茚虫威抗性斜纹夜蛾品系对这几种杀虫剂没有产生明显的交互抗性。对茚虫威抗性和相对敏感品系斜纹夜蛾三龄幼虫解毒酶的活性测定发现,与相对敏感品系相比,抗性品系酯酶活性提高了2.27倍,但谷胱甘肽-S-转移酶和多功能氧化酶O-脱甲基活性与对照相比无显著差异。进一步对抗性选育期间各代斜纹夜蛾三龄幼虫酯酶活性的测定结果发现,随着抗性指数的上升,酯酶活性逐渐提高,表明斜纹夜蛾对茚虫威的抗性与酯酶相关。利用聚合酶链式反应（PCR）,通过特异性上游引物和下游引物分别从相对敏感和抗性斜纹夜蛾品系基因组DNA中扩增出了位于钠离子通道基因IIS5-IIS6的341bp DNA片段。序列分析结果表明,与相对敏感品系相比,茚虫威抗性品系斜纹夜蛾钠离子通道基因没有发生突变。害虫抗药性是害虫综合治理中最重要的问题之一,而明确害虫抗药性机制则是害虫抗药性治理的基础。本研究表明,斜纹夜蛾具有对茚虫威产生高水平抗性的风险,并且在国内外首次发现斜纹夜蛾对茚虫威的抗性与酯酶相关,这对制定斜纹夜蛾抗性治理策略、延长茚虫威使用寿命以及更好地发挥茚虫威在害虫可持续治理中的作用具有重要的理论意义和实践价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 斜纹夜蛾抗药性和抗性机制研究进展
• 1.1 斜纹夜蛾抗药性概况
• 1.2 斜纹夜蛾抗药性机制
• 2 茚虫威研究进展
• 2.1 茚虫威生物活性
• 2.2 茚虫威作用机制
• 2.3 昆虫对茚虫威的抗性
• 3 昆虫钠离子通道研究进展
• 3.1 钠离子通道分子生物学
• 3.2 昆虫钠离子通道与击倒抗性
• 4 本研究意义
• 第二章 茚虫威对斜纹夜蛾的生物活性与亚致死效应
• 1 材料和方法
• 1.1 供试斜纹夜蛾
• 1.2 斜纹夜蛾饲养方法
• 1.3 供试药剂和仪器
• 1.4 试验方法
• 1.5 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 茚虫威、溴虫腈和氟虫腈对斜纹夜蛾的室内毒力比较
• 2.2 几种不同生物测定方法的比较
• 2.3 亚致死浓度茚虫威对斜纹夜蛾生长发育的影响
• 2.4 亚致死浓度茚虫威对斜纹夜蛾幼虫酯酶活性的影响
• 2.5 亚致死浓度茚虫威对斜纹夜蛾幼虫体内谷胱甘肽-S-转移酶活性的影响
• 2.6 亚致死浓度茚虫威对斜纹夜蛾幼虫体内多功能氧化酶活性的影响
• 3 小结与讨论
• 3.1 生物测定
• 3.2 亚致死效应
• 第三章 斜纹夜蛾对茚虫威抗性品系选育及其交互抗性和相对适合度研究
• 1 材料和方法
• 1.1 供试斜纹夜蛾
• 1.2 斜纹夜蛾饲养方法
• 1.3 抗性品系的选育
• 1.4 抗性风险评估
• 1.5 交互抗性的测定
• 1.6 相对适合度的研究
• 2 结果与分析
• 2.1 抗性选育
• 2.2 斜纹夜蛾对茚虫威的抗性现实遗传力
• 2.3 斜纹夜蛾对茚虫威抗性发展速率预测
• 2.4 交互抗性
• 2.5 适合度
• 3 小结与讨论
• 3.1 斜纹夜蛾对茚虫威抗性选育
• 3.2 斜纹夜蛾对茚虫威抗性风险评估
• 3.3 交互抗性
• 3.4 相对适合度
• 第四章 斜纹夜蛾对茚虫威代谢抗性机制研究
• 1 材料和方法
• 1.1 试虫
• 1.2 供试药剂及仪器
• 1.3 试验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 酯酶活性
• 2.2 谷胱甘肽-S-转移酶活性
• 2.3 多功能氧化酶O-脱甲基活性
• 2.4 不同世代幼虫体内酯酶活性的变化
• 3 小结与讨论
• 第五章 斜纹夜蛾钠离子通道基因片段的克隆和序列分析
• 1 材料和方法
• 1.1 试虫
• 1.2 主要试剂和仪器
• 1.3 基因组DNA 提取
• 1.4 PCR 引物的设计
• 1.5 PCR 扩增斜纹夜蛾钠离子通道基因片段
• 1.6 感受态细胞的制备
• 1.7 连接反应
• 1.8 连接产物的转化
• 1.9 重组质粒的筛选与鉴定
• 1.10 测序
• 2 结果与分析
• 2.1 PCR 产物的电泳分析
• 2.2 序列分析
• 3 小结与讨论
• 参考文献
• 致谢