B型烟粉虱抗吡虫啉品系的交互抗性谱及抗性生化机理

摘要

烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种取食植物汁液的重要农业害虫，同时也是许多植物病毒最重要的传播媒介之一，现已成为世界性分布、为害经济作物的主要害虫。截至目前为止，至少确定26种烟粉虱生物型，包括B型、Q型和非B/Q型，其中B生物型烟粉虱因其寄主范围广、适应性强、繁殖力旺盛、对许多常规杀虫剂都产生了抗性而为害最为严重。以吡虫啉为代表的新烟碱类杀虫剂是防治烟粉虱的主要药剂，持续、大量、大面积的使用对靶标害虫形成强大的选择压力。靶标害虫对吡虫啉的抗性风险成为吡虫啉使用寿命的限制性因子。本文就B型烟粉虱对吡虫啉的抗性机理及其交互抗性进行了研究，将为开发烟粉虱吡虫啉抗性的检测方法及制定抗性治理措施提供一定的理论依据。 1．B型烟粉虱抗吡虫啉品系的筛选及交互抗性 根据烟粉虱mtDNA COI基因的序列，采自南京的烟粉虱NJ品系被鉴定为B型烟粉虱。用吡虫啉对烟粉虱NJ品系进行了室内抗性筛选，获得了对吡虫啉具有256倍抗性的高抗品系(NJ-Imi)。烟粉虱NJ-Imi抗性品系对新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和啶虫脒分别具有98和49倍的高水平交互抗性，对杀虫单和多杀菌素分别具有6.7和3.7倍的低水平交互抗性，而对阿维菌素和氯氰菊酯没有交互抗性。利用诊断剂量法对北京、南京、武汉和广东四地的田间烟粉虱种群进行了抗性监测，发现田间烟粉虱种群已对吡虫啉产生了低至中水平抗性。 2．B型烟粉虱抗吡虫啉品系的抗性生化机制 通过活体增效试验和解毒代谢酶活性测定，初步研究了烟粉虱NJ-Imi抗性品系对吡虫啉的抗性机理。酯酶抑制剂DEF和谷胱甘肽-S-转移酶抑制剂DEM对吡虫啉在抗性品系和敏感品系中增效作用的差异均不显著，多功能氧化酶抑制剂PBO对吡虫啉NJ-Imi抗性品系具有2.49倍的增效作用，而对NJ敏感品系没有增效作用。解毒酶活性测定表明，谷胱甘肽-S-转移酶活性在抗、感品系中无显著差异，酯酶在抗性品系中较敏感品系降低了L4倍，而细胞色素P45Q单加氧酶在抗性品系中的活性较敏感品系上升了绮2.2倍。由此可见，细胞色素P450单加氧酶在B型烟粉虱对吡虫啉抗性产生过程中可能起着一定作用。尽管NJ-Imi和NJ品系膜蛋白靶标与[<'3>H]-Epibatidine的结合能力无明显差异，但不能排除靶标不敏感性参与抗性的可能性。 3．烟粉虱乙酰胆碱受体亚基的克隆与分析 烟碱型乙酰胆碱受体(Nicotinic Acetylcholine Receptor，nAChR)是昆虫体内重要的一类杀虫剂作用靶标。本文利用RT-RCR和RACE技术，对烟粉虱nAChR a亚基的一个基因进行了克隆和序列分析。获得的烟粉虱nAChR a亚基基因的全长cDNA序列含有2090 bp，其开放阅读框编码564个氨基酸。根据该基因编码的氨基酸序列与其它昆虫乙酰胆碱受体a亚基氨基酸序列之间的相似性，将该基因命名为Bta4(GenBank注册号EF590120)。Bta4编码的a亚基含有2个结构域(N端的胞外结构域和跨膜结构域)，N端的胞外结构域含有2个相邻的半胱氨酸(a亚基特征序列)、15个氨基酸构成的半胱氨酸环和乙酰胆碱结合区。本研究对于揭示烟粉虱潜在的对新烟碱类杀虫剂靶标抗性的分子机理具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1烟粉虱研究进展

1.1烟粉虱起源、分布与危害

1.2烟粉虱的生物学特性

1.3烟粉虱的生物型

1.4烟粉虱的抗药性

2吡虫啉的研究进展

2.1吡虫啉的发现

2.2吡虫啉的生物活性

2.3吡虫啉的抗药性现状

2.4昆虫对吡虫啉的抗性机理

3乙酰胆碱受体突变与昆虫的抗药性

3.1乙酰胆碱受体的分类

3.2乙酰胆碱受体的分子结构及功能

3.3烟碱型乙酰胆碱受体突变与昆虫抗药性

第二章B型烟粉虱抗吡虫啉品系的筛选及交互抗性

1材料和方法

1.1试验材料

1.2试验方法

2结果与分析

2.1生物型的鉴定

2.2抗性筛选及毒力测定

2.3交互抗性研究

2.4田间烟粉虱种群的抗性监测

3讨论

第三章B型烟粉虱抗吡虫啉品系的抗性生化机制

1材料与方法

1.1供试昆虫与饲养

1.2供试试剂

1.3供试仪器

1.4增效剂活体增效试验

1.5酶活性测定

1.6膜蛋白的靶标总结合试验

2结果与分析

2.1活体增效试验

2.2主要解毒酶活力的变化

2.3总结合实验结果

3讨论

第四章烟粉虱乙酰胆碱受体基因的克隆与分析

1材料与方法

1.1供试昆虫

1.2主要试剂

1.3 PCR引物设计

1.4总RNA的提取

1.5第一链cDNA的合成

1.6 PCR扩增及产物克隆与测序

1.7序列分析与系统发育树的构建

2结果与分析

2.1烟碱型乙酰胆碱受体a亚基cDNA片段的克隆与分析

2.2烟碱型乙酰胆碱受体a亚基Bta4基因cDNA全长的克隆与分析

2.3烟粉虱抗性和敏感品系nAChR 3个a亚基基因全长序列的克隆与比较

3讨论

3.1烟碱型乙酰胆碱受体的组成与功能

3.2乙酰胆碱受体突变与抗药性

3.3烟粉虱对新烟碱类杀虫剂抗性的发生情况

全文总结

参考文献

附录

致谢