灰飞虱对噻嗪酮和噻虫嗪的抗性风险、交互抗性及生化抗性机理

摘要

灰飞虱Laodelphgax striatellus不仅以成虫和若虫刺吸危害农作物，还传播多种植物病毒病，对我国主要粮食作物小麦、玉米和水稻生产造成严重影响。目前，防治灰飞虱主要依靠化学药剂防治，灰飞虱对药剂的抗药性问题日益突出。噻嗪酮是一种广泛使用的防治灰飞虱的杀虫剂，在我国南方水稻产区，灰飞虱对其已产生了不同程度的抗药性，防治效果显著下降。在山东等北方小麦、玉米种植区，灰飞虱对噻嗪酮的抗药性水平等尚不清楚。噻虫嗪是近年来推出的防治灰飞虱等害虫效果比较好的杀虫剂，目前灰飞虱对噻虫嗪的抗药性水平比较低，但其对噻虫嗪的抗性风险依然存在。
　　本文通过室内筛选，分别获得抗噻嗪酮和抗噻虫嗪的灰飞虱种群，并以此为实验材料，研究了灰飞虱对这2种药剂的抗性风险、抗性稳定性、交互抗性及抗性生化机理，为科学合理的使用农药，延缓抗性提供理论依据。
　　1灰飞虱抗性种群的建立
　　本实验选取同时采集的田间种群，进行长期饲养作为相对敏感品系。采用稻苗喷雾法对山东泰安地区的灰飞虱种群进行室内筛选，用噻嗪酮经过32代筛选，获得抗性倍数为168.49倍的抗性种群，筛选过程中灰飞虱对噻嗪酮的抗性水平呈现“S”型增长。用噻虫嗪经过20代筛选，获得抗性倍数为27.74倍的抗性种群，灰飞虱对噻虫嗪的抗性增长呈现先缓慢后迅速的趋势。
　　2灰飞虱抗性种群的抗性风险评估
　　本实验结果表明，灰飞虱对噻嗪酮和噻虫嗪的抗性现实遗传力分别为0.105和0.164，当田间的杀死率为80％～90％时，估算出灰飞虱对两种药剂的抗性增长10倍，仅需要5～6代，二者均有快速产生抗性的风险。因此，需要提高预测预报的准确度，并且结合不同作用机理的药剂混用和轮用，延缓田间灰飞虱种群的抗性发展。
　　3灰飞虱抗性种群的稳定性
　　本实验对抗噻嗪酮种群的抗性进行了稳定性的分析，移除杀虫剂10代，抗性倍数从168.49倍降低到130.03倍，抗性虽有下降，但仍然比较高，远没有恢复到筛选初始时的水平，说明筛选后抗性比较稳定。对噻虫嗪种群，移除杀虫剂10代后，抗性从27.740倍降低到11.000倍，抗性每代降低的速率是0.0402，对噻虫嗪的抗性尽管没有恢复到敏感水平，但抗性下降迅速，对噻虫嗪的抗性尚处于不稳定阶段。
　　4灰飞虱抗性种群的交互抗性
　　本实验噻嗪酮抗性种群对噻虫嗪(42.629倍)和吡虫啉(34.397倍)有高水平交互抗性，对啶虫脒(29.032倍)有中等水平交互抗性，对吡蚜酮(1.173倍)和毒死蜱(1.052倍)无交互抗性。噻虫嗪抗性种群仅对吡虫啉（6.437倍）和啶虫脒(5.381倍)存在低水平的交互抗性，而对噻嗪酮、吡蚜酮和毒死蜱的抗性倍数均小于2，因此，与这几种药剂均无交互抗性。
　　5灰飞虱抗性种群的生化机理
　　通过增效作用的测定，我们发现，细胞色素P450单加氧酶抑制剂PBO对噻嗪酮的增效作用最强，增效倍数为2.48倍;酯酶抑制剂TPP对噻嗪酮的增效作用次之，增效倍数为1.79倍;而谷胱甘肽-S-转移酶抑制剂DEM对噻嗪酮的增效作用不明显，增效倍数为1.10倍。而解毒酶活力的测定也呈现了相似的结果，抗噻嗪酮品系的细胞色素P450单加氧酶活性最高，是敏感品系的2.35倍，酯酶活性也明显升高，分别是TAS的1.68倍，谷胱甘肽-S-转移酶在各品系间没有表现出显著差异。同样测定增效作用时，细胞色素P450单加氧酶抑制剂PBO对噻虫嗪的增效作用最强，增效倍数为3.36倍;酯酶抑制剂TPP对噻虫嗪的增效作用次之，增效倍数为2.73倍;而谷胱甘肽S-转移酶抑制剂DEM对噻虫嗪的增效作用不明显，增效倍数为1.45倍。解毒酶活力测定的结果显示，抗噻虫嗪品系的细胞色素P450单加氧酶活性最高，是敏感品系的2.28倍，酯酶活性增强也比较显著，是敏感品系的1.81倍，谷胱甘肽转移酶在各品系间的差异不显著。
　　说明细胞色素P450单加氧酶在灰飞虱对噻嗪酮和噻虫嗪的抗性形成中发挥了主要作用，参与了其抗性的形成。

目录

声明

缩写符号说明

摘要

1．前言

1．1 灰飞虱的生物学特性

1．2 灰飞虱的发生及危害

1．2．1 灰飞虱对玉米粗缩病的传毒特性

1．2．2 玉米粗缩病的发生现状

1．2．3 灰飞虱对水稻条纹叶枯病的传毒特性

1．2．4 水稻条纹叶枯病的发生现状

1．3 灰飞虱的抗药性

1．3．1 国外灰飞虱抗药性情况

1．3．2 国内灰飞虱抗药性情况

1．4 灰飞虱的抗药性机理

1．4．1 表皮穿透速率下降

1．4．2 解毒代谢作用增强

1．4．3 靶标敏感性降低

1．5 噻嗪酮的研究概况

1．5．1 噻嗪酮及其作用机理

1．5．2 昆虫对噻嗪酮的抗药性现状

1．6 噻虫嗪的研究概况

1．6．1 噻虫嗪及其作用机理

1．6．2 昆虫对噻虫嗪的抗药性现状

1．7 灰飞虱综合防治与抗药性治理策略

1．7．1 加强监测预警工作

1．7．2 农业防治法

1．7．3 物理防治法

1．7．4 化学防治法

1．7．5 生物防治法

1．8 本研究的目的意义

2．材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 供试昆虫

2．1．2 供试药剂

2．1．3 供试试剂

2．1．4 供试仪器

2．2 试验方法

2．2．1 灰飞虱饲养方法

2．2．2 灰飞虱抗性筛选方法

2．2．3 灰飞虱生物测定方法

2．2．4 抗性现实遗传力(h2)的估算与抗性风险的预测

2．2．5 活体增效实验

2．2．6 解毒酶活力测定

2．3 数据处理与分析方法

3 结果与分析

3．1 灰飞虱抗噻嗪酮品系的选育及生化机理

3．1．1 灰飞虱抗噻嗪酮品系的抗性筛选结果

3．1．2 灰飞虱对噻嗪酮的抗性现实遗传力和发展速率预测

3．1．3 灰飞虱抗噻嗪酮品系的抗性稳定性

3．1．4 灰飞虱抗噻嗪酮品系的交互抗性谱

3．1．5 增效剂在灰飞虱不同品系中对噻嗪酮的增效作用

3．1．6 灰飞虱解毒酶对噻嗪酮抗性中的作用

3．2 灰飞虱抗噻虫嗪品系的选育及生化机理

3．2．1 噻虫嗪对灰飞虱抗性筛选结果

3．2．2 灰飞虱对噻虫嗪的抗性现实遗传力和发展速率预测

3．2．3 灰飞虱抗噻虫嗪品系的抗性稳定性

3．2．4 灰飞虱抗噻虫嗪品系的交互抗性谱

3．2．5 增效剂在灰飞虱不同品系中对噻虫嗪的增效作用

3．2．6 噻虫嗪对灰飞虱体内解毒酶活力的影响

4 讨论

4．1 灰飞虱抗性品系的筛选

4．2 灰飞虱抗性品系的风险评估

4．3 灰飞虱抗性品系的抗性稳定性

4．4 灰飞虱抗性品系的交互抗性

4．5 灰飞虱抗性品系的生化机理

5 结论

5．1 灰飞虱抗性品系的筛选

5．2 灰飞虱抗性品系的抗性风险评估

5．3 灰飞虱抗性品系的抗性稳定性

5．4 灰飞虱抗性品系的交互抗性

5．5 灰飞虱抗性品系的生化机理

参考文献

硕士期间发表论文情况

致谢