异色瓢虫对三种杀虫剂的抗药性选育及机理研究

摘要

本研究以重要捕食性天敌异色瓢虫Harmoniaayridis(Pallas)为研究对象，在室内对其进行高效氯氰菊酯、吡虫啉和毒死蜱的抗性选育。在抗性选育过程中分别用生物测定方法检测LD50和用微量滴度酶标板法检测酯酶活性与活性的动态变化，以了异色瓢虫解抗性发展动态，并对已获得的产生抗性品系进行了抗药性生理生化机制研究。本研究旨在为害虫综合治理提供一定的依据和理论指导，同时丰富瓢虫科昆虫的抗药性机理研究。经过近两年的研究，获得了以下主要研究结果：
　　1．异色瓢虫对三种杀虫剂抗性选育及选育过程中的酯酶含量及活性变化
　　室内对异色瓢虫进行高效氯氰菊酯抗性选育。结果显示，F1-F6代抗性增长比较缓慢，筛选到第5代（F5）后抗性倍数才达到2.23倍。随着选育代数的增加，抗性指数逐渐增强。到第11代（F11），抗性倍数达到8.44倍。抗性筛选过程中LD-p回归方程的斜率不稳定，表明异色瓢虫群体中抗高效氯氰菊酯个体不稳定，群体发生了异质性变化，抗性倍数有进一步增加的潜力。随着抗性选育代数增加，酶源蛋白含量和活性都有所增加，蛋白含量增加不明显，蛋白含量增加到1.41倍。到第11代（F11），酯酶含量和活性分别是敏感品系（F0）的1.41倍和3.51倍。
　　室内对异色瓢虫进行吡虫啉抗性选育。结果显示F1-F5代抗性增长比较缓慢，筛选到第5代（F5）后抗性倍数才达到2.33倍。随着选育代数的增加，抗性指数逐渐增强。但总体的抗性增长还是比较缓慢，筛选到第9代（F9），抗性倍数才达到6.82倍。随着施药代数的增加抗药性也逐渐增加，到第五代抗性增长的速度相对来说要快一些。随着抗性选育代数增加，酶源蛋白含量有所增加，酶活性增加的比较明显。到第9代（F9），酯酶含量和活性分别是敏感品系（F0）的1.32倍和3.35倍。
　　室内对异色瓢虫进行毒死蜱抗性选育。结果显示F1-F5代抗性增长比较缓慢，筛选到第5代（F5）后抗性倍数才达到2.12倍。但是第7代（F7）的抗性增加迅速，达到4.3倍。第5代（F5）到第9代（F9）之间抗性增长较快，这有可能是和杀虫所属的类型不同而造成的抗性增长速度的差异。选育到第9代时，抗性增长到6.77倍。随着抗性选育代数增加，酶源蛋白含量有所增加，酶活性增加的比较明显。到第9代（F9），酯酶活性和活性分别是敏感品系（F0）的1.3倍和3.18倍。
　　2异色瓢虫对三种杀虫剂抗药性机理研究
　　几种不同品系的相关酶活性的测定结果显示，抗性品系的部分酶活性与敏感品系有显著性差异，有的差异不显著，但是活性也都有一定程度的提高。乙酰胆碱酯酶在抗高效氯氰菊酯品系和抗毒死蜱品系中活性较敏感品系显著提高。比值分别为1.627和1.703。这有可能是与杀虫剂的类型有关。
　　在三种抗性品系中抗高效氯氰菊酯和毒死蜱品系的GSTs的活性明显高于敏感品系。在抗吡虫啉品系中虽然和敏感品系相比差异不显著，但是依然能够看出，GSTs活性较高，GSTs活性比值为3.387。GSTs可能是异色瓢虫产生抗性的一个很重要的因素。
　　羧酸酯酶(CarE)的活性在抗高效氯氰菊酯品系中相对来说较高，但是差异并不显著，在其他的两种品系中也较敏感品系有所提高，但是差异性不显著。CarE在抗性发展过程中也起到了一定的作用。
　　磷酸酯酶分为酸性磷酸酯酶（ACP）和碱性磷酸酯酶(ALP)，在异色瓢虫抗性发展过程中，ACP在抗高效氯氰菊酯品系中活性稍微提高一些，而在其它两种品系中活性没有太大变化；ALP在三种抗性品系中的活性较敏感品系稍微有所提高，说明ACP在对拟除虫菊酯类杀虫剂抗性产生中起到的作用相对来说较大，而对有机磷和烟碱类的作用不是很大。羧酸酯酶是与有机磷及拟除虫菊酯抗性有关的一种水解酶。本文研究结果显示抗性产生和磷酸酯酶也有一定的关系，但是并不是很明显，磷酸酯酶在瓢虫抗性发展中到底起到一个什么样的作用，还有待于进一步的研究和探讨。
　　3多代施用高效氯氰菊酯对异色瓢虫生物学特性的影响
　　异色瓢虫室内施药5代后，雌虫平均产卵量最大为27.43粒，最小为12.44粒。对照的平均产卵量最大为37.5粒，最小为19.35粒。异色瓢虫经过5代施药选择后其成虫的产卵次数以及寿命都大于对照。化蛹率对照组为97％，施药组为96％；羽化率对照组为96％，施药组为92％，但施药组羽化出来的成虫中有畸形个体，畸形率达到7.7％。施药组的雌虫平均寿命显著长于对照组的雌虫平均寿命。各龄历期虽有一定的变化，但差异性都不大，只有蛹期差异性显著，发育完成一代所需时间差异不显著。说明异色瓢虫经过多代高效氯氰菊酯处理后，存活下来的个体在生物学特性方面跟对照相比并没有太多的显著的差异，个别特性还优于对照。
　　对照组的雌性比为46.4％，施药组的雌性比43.5％，差别不大，都接近于1∶1，这说明拟除虫菊酯类杀虫剂对异色瓢虫后代性别基本上没有太大的影响。种群增长趋势指数（Ⅰ）都大于1，种群呈现一个正的增长趋势，对照组为上一代的25.84倍，施药组为上一代的19.25倍。经过多代施药以后，种群的增长速度还处在一稳定的水平，不影响种群的发展，但是对照组与施药组从卵到死亡所经历的时间差别较大，对照组经历了7.04周，而施药组经历了8.15周，说明药剂可能影响体内酶变化从而对其寿命的长短有一定的影响。从生物学方面对敏感品系和施药处理组进行研究，该研究结果可作为异色瓢虫抗药性选育可能性的初步评价以及研究瓢虫抗逆性的参考。
　　本论文的研究结果不但初步明确了室内培育出针对高效氯氰菊酯、吡虫啉、毒死蜱的抗药性品系的可能性，而且对抗性产生机制进行了研究，丰富了瓢虫科昆虫抗药性的研究，也可促进具有抗药性的瓢虫品系在生产中运用。

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前言

第一章 食蚜瓢虫抗药性的研究进展

1 昆虫抗药性及机理

2 瓢虫的抗药性

3 天敌抗性发展假说

4 天敌的抗药性遗传

5 天敌抗药性研究的应用

第二章 异色瓢虫对三种杀虫剂抗性室内选育

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第三章 异色瓢虫对三种杀虫剂抗性选育过程中酯酶活性和蛋白含量的动态变化

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第四章 异色瓢虫对三种杀虫剂抗药性机理研究

1 材料与方法

2 结果及分析

第二节 异色瓢虫对三种杀虫剂抗性与谷胱甘肽-S-转移酶的关系

1 材料与方法

2 结果与分析

第三节 异色瓢虫对三种杀虫剂抗药性与羧酸酯酶的关系

1 材料与方法

2 结果与分析

第四节 异色瓢虫对三种杀虫剂抗药性与磷酸酯酶的关系

1 材料与方法

2 结果与分析

第五节 讨论

5.1 乙酰胆碱酯酶在三种杀虫剂抗性品系中的作用

5.2 谷胱甘肽S-转移酶在三种杀虫剂抗性品系中的作用

5.3 羧酸酯酶在三种杀虫剂抗性品系中的作用

5.4 磷酸酯酶在三种杀虫剂抗性品系中的作用

参考文献

致谢

2010 年 3 月于贵州大学

硕士研究生期间发表的论文

实验插图

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