棉铃虫对转Bt基因棉的抗性等位基因频率及其监测方法研究

【摘要】： 棉铃虫(Helicoverpa armigera(Hübner))是危害棉花的一种重要世界性害虫，在我国由于大量使用化学农药防治，棉铃虫已对常用的几类杀虫剂均产生抗性，1998年，河北省首先大面积种植转Bt基因棉，由于转Bt基因棉在整个生长季都表达Bt杀虫蛋白，因此与Bt生物制剂相比，棉铃虫对Bt棉存在更易产生抗性的风险。鉴于室内用Bt棉筛选的棉铃虫抗性品系的抗性基因遗传特性为不完全隐性(孟凤霞博士论文)，无法用常规方法监测Bt棉大田棉铃虫种群的早期抗性，因此采用单雌系F_2代法，从2000年至2002年，连续三年监测了从1998年开始大面积种植转Bt基因棉的河北省威县大田棉铃虫对对新棉33~B的抗性等位基因频率的变化，并初步建立了可快速、简便检测抗性等位基因频率的单雌系F_1代法，以便为抗性治理和延长Bt棉的应用寿命提供科学依据。 1999年，本实验室何丹军用单雌系F_2代法检测到种植Bt棉一年地区(河北邱县)棉铃虫种群对转Bt基因棉的起始抗性基因频率为0.58％，2000年，我们再次应用单雌系F_2代法监测到大面积种植转Bt基因棉三年地区的河北省(威县和成安)大田棉铃虫对对新棉33~B的抗性等位基因频率已上升到3.3％。继续用F_2代法检测河北威县棉铃虫种群对新棉33~B的抗性等位基因频率，2001年为6.9％，2002年二代幼虫、三代卵、三代幼虫这三个种群分别为6.9％、7.8％和9.4％。监测结果表明随着棉花种植年数和田间棉铃虫取食Bt棉代次的的增加，河北棉铃虫种群对Bt棉的抗性等位基因频率在快速上升。 初步建立用于检测田间棉铃虫Bt棉抗性等位基因频率的单雌系F1代法，采集田间幼虫或卵，饲养至羽化后与室内筛选的对转Bt基因棉有极高抗性水平的纯合的抗性品系单对交配，每对棉铃虫的所有F_1代幼虫作为一个单雌系用新棉33~B检测其中有无抗性个体，抗性等位基因频率估计方法参照Andow and Alstad(2000)描述的Bayesian统计方法。用此法其监测到2002年威县Bt棉田棉铃虫对新棉33~B的抗性等位基因频率分别为8.8％(二代幼虫)、8.9％(三代卵)、9.3％(三代幼虫)，经统计分析，与用单雌系F_2代法的检测频率无显著差异，表明单雌系F_1代法检测棉铃虫对转Bt基因棉的抗性等位基因频率的灵敏度与F_2代相同，该法可用于检测田间棉铃虫对Bt棉的低水平抗性等位基因频率，且比单雌系F_2代法快速、经济。 威县棉铃虫对MVPⅡ的抗性水平测定结果表明：参照孟凤霞测定的敏感基线，威县棉铃虫各种群对有效成分为Cry1Ac毒素的21％MVPⅡ可湿性粉剂的抗性 棉铃虫对转Bt基因棉的抗性等位基因频率及其监测方法研究 倍数分别为7．2倍（2001年三代幼虫）、7．1倍（2002年二代幼虫）、6．9倍（2002 年三代卵L10．9倍（2o02年三代幼虫），2O02年对各种群对20删w11胶悬剂抗 性分别为15．3倍（2002年二代幼虫）、N．5倍（2m2年三代卵）和28．O倍（2002 年三代幼虫），表明随着棉花种植年数和田间棉铃虫取食Bt棉代次的的增加，威 县棉铃虫对Bt棉的杭性水平迅速上升，这一结果与应用单雌系F；代法和F；代法 检测出田间抗性等位基因频率上升的趋势相一致。 根据对河北省威县棉铃虫的抗性监测的结果，我们认为，目前河北省采取的 类似高剂量／庇护区的抗性治理对策对延缓棉铃虫对Bt棉的抗性发展存在不足， 有必要及时调整策略，实施合理的抗性治理措施，否则将失去进行预防性抗性治 理的最后机会；对转 B t基因棉种植二至三年以上的地方，应立即开展抗性监测 工作，尽早设计和实施抗性治理对策。