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德国小蠊的生物学特性及拟除虫菊酯对其作用机理的研究

谢秀霞  
【摘要】: 德国小蠊(Blattella germanica)作为一种世界性分布,危害极大的室内病媒昆虫,自20世纪9O年代以来对我国侵害的程度日益严重。其繁殖能力强,有文献报道,在适宜条件下,一只雌虫一年可繁殖4代或更多。目前我国对德国小蠊的主要防制方法是化学防制,但长期大量不合理使用杀虫剂,造成其抗药性问题日益严重,抗药性已成为制约德国小蠊化学防制的主要因素之一。确定病媒昆虫抗性的发生及抗性水平的发展是提高防制效果的关键,而对杀虫剂毒性机理的研究和快速准确的抗药性检测方法是这项工作的基础。因此,对德国小蠊的生物学特性及毒理学特性进行研究,具有重要的理论意义和应用价值。 本文以德国小蠊为实验动物,首先对其生物学特性——不同饲养密度与性比对其生殖力的影响进行了研究。实验以山东疾病控制及预防中心病媒生物防制所昆虫饲养室饲养的德国小蠊敏感品系为实验材料,设置5种密度、3种性比,研究两个因素及交互效应对生殖力的影响,观察并记录了不同饲养条件下虫体交配、产卵、孵化、低龄期若虫重量、单雌羽化成虫的数量及子代性别情况。其次对毒理学方面——拟除虫菊酯类杀虫剂对德国小蠊的作用机理进行了研究。实验首先确定了二氯苯醚菊酯对于敏感品系的半致死浓度,并通过反复实验确定了最高致死率不超过35%的五种亚致死浓度的药物溶液。实验室测定了施用五种亚致死浓度的二氯苯醚菊酯24h、48h、72h、96h、120h时,乙酰胆碱酯酶(AChE)、过氧化氢酶(CAT)活性的变化,并对酶活性做了聚丙烯酰胺电泳,进一步探讨二氯苯醚菊酯的作用机制及其与德国小蠊体内不同酶活性间的量效与时效关系。再次用德国小蠊抗性品系与敏感品系相比较,观察两种品系乙酰胆碱酯酶(AChE)、过氧化氢酶(CAT)活性的差异及同工酶谱的区别,探讨在实际抗性监测中,这两种指标的可操作性。 从实验结果可以看出,在空间、食物等资源有限的环境中,随着种群密度增高,密度抑制效应越来越明显。表现为卵孵化率随密度上升而下降,低龄期若虫重量随密度上升而下降,重量与密度关系呈现逻辑斯谛方程曲线。单雌的子代数量随密度增加而显著下降,但当密度增大到一定程度,子代数目随密度增高而降低的速度变缓,保持一定范围。说明德国小蠊有一定的自我保护性,在资源、空间有限的环境中,当密度很大时也能保持一定的生殖能力。实验室模拟实验,德国小蠊的生活史为80天左右,在适宜的条件下,一年可繁殖3~4代。 在毒理学方面,实验结果显示,拟除虫菊酯类药物对AChE表现为显著的抑制效应并有一定的浓度—时间—效应关系,对CAT也有抑制效应但随时间变化呈现的规律性不大。聚丙烯酰胺电泳图发现,不同浓度药物处理后不同时间酯酶与过氧化氢酶酶谱有差异,酶带亮暗度不同,表达量不同,说明我们在施用二氯苯醚菊酯等拟除虫菊酯类杀虫剂的过程中,必须考虑由此引起的德国小蠊抗药性和耐药性变化问题,应合理控制用药浓度和科学制定施药时间,延缓抗药性的出现和杀虫剂的使用寿命。 对抗性品系与敏感品系的实验结果显示,抗性品系与敏感品系AChE活性有显著性差异,电泳图显示,两种品系的酯酶同工酶不但表达量上有差异,质上也发生了变化,抗性品系比敏感品系多了一条酶带;两种品系CAT活性差异不显著,同工酶只有表达量的不同。在实际抗性监测中,酯酶能够较好的指示德国小蠊的抗性状况,能够作为监测指标的有效指标,过氧化氢酶只能作为参考指标,有待更加深入的研究。 本研究通过对德国小蠊这种高繁殖力害虫密度与性比对生殖力影响的系统研究和其对目前广泛使用的拟除虫菊酯类杀虫剂的代表种类二氯苯醚菊酯的作用机理研究,进一步完善和充实了德国小蠊的生物学及毒理学研究资料,具有重要的学术意义和实际应用价值。同时,分子毒理学指标在抗性监测中的研究为德国小蠊的抗药性实际监测工作提供了快速、便捷和准确的方法学参考。本研究还针对我国目前德国小蠊的危害现状,探讨了有效控制德国小蠊种群密度的防制策略。


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