论文部分内容阅读
本研究针对小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗药性问题,从抗药性监测、生理生化解毒机理及基于成虫防控理念的成虫饲毒等方面进行了研究。结果如下:1.抗药性监测:自2009年开始,对广东惠州、广州石井、广州东升和粤北连州4个不同种植模式的监测点进行抗药性监测,结果表明:虽然种植模式能影响小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗药性高低,但田间抗药性产生时间节点一致,均在2010年出现防效下降现象,2011年全面爆发抗药性,广东惠州抗药性最高达1749.96倍。抗药性产生初期稳定性不强,停用一段时间后,均出现大幅下降,但再次使用后,抗性上升快。同一监测点抗药性存在年度间波动,秋季高于春季,其中粤北连州由于其独特的山地环境,波动表现尤为明显。但总体而言,目前广东地区小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗药性基本稳定在100倍以上的高抗水平。2.解毒机理研究:2.1生理生化研究:通过室内继代汰选,获得对氯虫苯甲酰胺抗药性为82.18的小菜蛾中抗品系,通过增效剂实验、酶活力测定及短期药剂曝露实验等,系统研究了小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的生理生化机理。增效剂实验表明,PBO, TPP和DEM 3种增效剂均能不同程度提高氯虫苯甲酰胺对小菜蛾的毒力,在抗药性品系中增效比(synergic ratio, SR)分别为1.68,2.50和5.50,在敏感品系中SR分别为2.2,2.75和2.89。酶活力研究表明,抗药性品系谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)的活性是敏感品系的3.34倍,差异显著,但P450解毒酶(P450s)和羧酸酯酶(CarE)差异不显著。短期药剂曝露研究表明,敏感品系中这3种解毒酶反应均较为迅速,其中P450s活性的相关性和持久性相对最优,抗药性品系中这3种解毒酶反应均较为迟钝,GSTs相关性和持久性相对最优。因此,我们认为三种酶均在一定程度上对对氯虫苯甲酰胺有解毒活性。2.2相关解毒酶基因的克隆和分析:对基于RT-PCR结合RACE技术获得的PxCYP、PxCCE和PxGST3个基因完整cDNA序列分析表明,PxCYP的cDNA全长1960bp,含有一个1503bp的完整开放阅读框(open reading frame, ORF),编码500个氨基酸残基,预测蛋白分子量为56.62kDa,等电点(pI)为8.35;PxCCE的cDNA全长1773bp,含有一个1629bp的完整ORF,编码542个氨基酸残基,预测蛋白质分子量为61.56 kDa,等电点(pI)为5.78。PxGSTde cDNA全长833bp,含有一个651 bp的完整ORF,编码216个氨基酸残基,预计蛋白质分子量为24.08 kDa,等电点为8.5。其中,PxCYP经国际P450命名委员会命名为CYP321E1 (GenBank登录号为KC626090), PxCCE基因初步命名为PxCCE016b (GenBank登录号为KM008609), PxGST经分析与GenBank中登录号为AAC35245的小菜蛾的PxGSTel基因一致。以小菜蛾的β-Actin基因(AB282645)为内参基因,采用SYBR Green染料法,研究3个基因在抗性品系中时空表达特性表明,3个基因都在抗性品系4龄幼虫期的表达量相对最高,各组织部位中均以中肠组织表达量相对最高,脂肪体内次之,与解毒功能一致。2.3.利用RNAi对CYP321E1基因的功能研究:用不同亚致死剂量杀虫剂(高效氯氰菊酯、阿维菌素和氯虫苯甲酰胺)处理小菜蛾3龄幼虫,发现氯虫苯甲酰胺能显著提高CYP321E1基因的表达量(P<0.05),并表现出一定的特异性。采用RNAi技术,注射体外合成的目标基因dsRNA片段,24h后能显著降低该基因在虫体的相对表达量(P<0.05),并能显著提高了幼虫的死亡率(P<0.05),说明CYP321E1基因确实在一定程度上参与了小菜蛾对氯虫苯甲酰胺抗药性的形成。3.基于成虫防控理念的成虫饲毒研究:利用小菜蛾成虫补充营养特性,将氯虫苯甲酰胺混入蜂蜜水饲喂成虫,结果发现处理剂量较高时(终浓度为250rng L-1)可直接毒杀小菜蛾成虫,降低处理剂量(终浓度为5-50mgL-1)能大幅度降低当代成虫产卵量、缩短成虫寿命,并对下一代种群具有较强的生殖干扰作用,干扰作用控制指数(index of interference of population control, IIPC)与处理浓度成反比。本研究表明,从小菜蛾成虫着手,通过生殖控制,可达到降低田间种群数量的目的,从而减轻药剂防治的压力。