棉铃虫对拟除虫菊酯氧化代谢抗性的生化与分子机理

【摘要】：棉铃虫是一种抗药性发生最为严重的重大农业害虫,为了更好地控制该虫的危害、保证棉花生产,不少国家对棉铃虫的抗药性及其治理进行了大量研究。但由于早期研究所使用的技术所限,至今对其抗药性机理尚没有完全弄清。尤其是棉铃虫对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性机理,虽然有报道认为存在靶标不敏感性,但至今未鉴别出靶标基因的功能突变位点;对于代谢抗性,虽然已经得到普遍公认,但其中哪一类代谢酶发挥主要作用一直没有确定,这严重影响到棉铃虫抗药性治理有效措施的设计和实施。因此,本文以亚洲不同国家的抗性棉铃虫品系和敏感品系试虫为材料,通过毒力生测、增效实验、代谢酶的活力测定、拟除虫菊酯离体降解代谢实验,以及利用实时荧光PCR检测抗感品系相关基因表达水平等一系列对比实验,系统研究并确定了亚洲棉铃虫对拟除虫菊酯的代谢机理,证实了细胞色素P450氧化酶代谢能力增强是亚洲棉铃虫对拟除虫菊酯产生抗性的主要原因,具体研究结果如下: 1.棉铃虫对拟除虫菊酯代谢抗性的生化机理 通过测定不同杀虫剂对不同品系的棉铃虫的毒力,确定了不同品系的抗药性差异以及对拟除虫菊酯的抗性水平。YGF和YGFP是分别用氰戊菊酯和氰戊菊酯+PBO对YG品系(采自中国山东)进行室内筛选而获得的高抗品系,对氰戊菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯的抗性分别是1690、540、73倍和2510、2920、286倍。YG品系对拟除虫菊酯的抗性水平较低,抗性分别为7、14和21倍。PAK品系来自巴基斯坦,对氰戊菊酯、氯氰菊酯和溴氰菊酯的抗性分别是2320、4100和223倍。IND品系来自印度,对氯氰菊酯具有10,000倍以上抗性。 在此基础上,测定PBO和DEF在棉铃虫不同品系中对拟除虫菊酯的增效作用,发现DEF对拟除虫菊酯的增效作用较小(SR为2-4,仅在1个品系中为11),而且在抗、感品系中的增效作用没有显著差异。但PBO对拟除虫菊酯的增效作用非常显著,在抗性品系中的增效倍数为11-950,而在敏感品系中的增效倍数仅为1.3-5。在YGF和