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《湖南农业大学》 2015年
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Q型烟粉虱对噻虫嗪抗性机制研究

杨鑫  
【摘要】:烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)是一种危害严重的农业害虫。我国于1949年首次发现B型烟粉虱,90年代中期形成严重危害。2003年首次发现Q型烟粉虱入侵我国,在随后的十年内Q型烟粉虱逐渐取代B型烟粉虱成为主要危害种群,造成更严重的损失。化学防治在烟粉虱的综合治理中扮演着重要角色,特别是新烟碱类杀虫剂噻虫嗪广泛用于防治烟粉虱,但是田间烟粉虱已经产生噻虫嗪抗性。本研究采集田间烟粉虱种群,测定噻虫嗪和吡虫啉的抗性水平,然后进一步室内饲养和汰选HZZJ种群,并且通过一系列生理生化和分子生物学手段进行Q型噻虫嗪抗性分子机制的研究。2011年,在我国12个省市,17个样点采集了田间烟粉虱样品,通过B和Q型烟粉虱鉴定,发现在我国中部地区主要危害烟粉虱种群为Q型烟粉虱;通过新烟碱类杀虫剂吡虫啉和噻虫嗪的生物测定,表明大部分田间烟粉虱种群对吡虫啉和噻虫嗪产生了不同程度的抗药性,极个别地区已经达到高抗水平,如北京南口(NKBJ)地区和浙江杭州(HZZJ)地区。在实验室饲养噻虫嗪抗性水平较高的HZZJ种群,并通过正向汰选和反向汰选,获得Q型烟粉虱噻虫嗪抗性种群THQR和敏感种群THQS,对抗敏种群进行了细胞色素P450、谷胱甘肽-转移酶GST和羧酸酯酶CarE酶活测定,结果表明P450和GST酶活在抗性品系中显著上升,CarE酶活没有显著差异,其中GST系首次研究发现与新烟碱类杀虫剂抗性有关,进一步克隆烟粉虱P450和GST抗性相关基因,进行烟粉虱对噻虫嗪抗性分子机制研究。烟粉虱对新烟碱类杀虫剂抗性机制研究报道主要集中在细胞色素P450方面,本文应用荧光定量PCR研究了烟粉虱CYP4C64基因在田间烟粉虱样品中的表达量,结果表明该基因在多个田间种群中过量表达,并且将该基因表达量与噻虫嗪抗性倍数进行线性回归分析,发现该基因表达量与噻虫嗪抗性呈正相关,进一步通过RNAi实验确认该基因在烟粉虱噻虫嗪抗性形成中起重要作用。关于昆虫对杀虫剂抗性基因的调控机制鲜有相关报道,本文应用双荧光素酶报告基因系统分析了烟粉虱对噻虫嗪抗性相关P450基因CYP4C64的调控模式,通过双荧光素酶实验表明该基因上游-603bp区域内存在能够调节该基因表达的启动子序列,同时依据烟粉虱基因组数据库,筛选了16个转录因子序列,克隆后连接到pAC5.1载体上,然后在果蝇S2细胞中表达,通过荧光素酶检测未发现调节该基因表达相关的转录因子。烟粉虱对新烟碱类杀虫剂抗性机制研究主要集中在解毒酶细胞色素P450方面,在其他解毒酶上未有相关报道。本研究依据烟粉虱基因组获得全部GST序列,应用荧光定量PCR比较分析了噻虫嗪抗敏种群表达谱差异,发现5个GST基因在抗性种群中显著高表达,克隆其中表达量最高的BtGST11,并通过RNAi直接证明该基因参与THQR抗性形成。新烟碱类杀虫剂靶标受体为烟碱类乙酰胆碱受体,依据烟粉虱全基因组序列,对烟碱乙酰胆碱受体进行注释,结果表明烟粉虱中存在八个α亚基和一个β亚基,基因家族进化树分析表明烟粉虱与其他昆虫一样具有进化的保守性和特异性,为进一步研究新烟碱类杀虫剂的靶标抗性相关工作提供理论依据。
【学位授予单位】:湖南农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:S433

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