褐飞虱（Nilaparvata lugens St?l）是我国和其它一些亚洲国家水稻上的一种重要害虫,由于其危害严重,每年对我国粮食生产造成重大经济损失。当前褐飞虱依然以化学防治为主,但是其抗药性问题异常严峻,已经对不同类别的多种杀虫剂产生了不同程度抗药性,且抗药性水平呈现出上升趋势。氟啶虫胺腈是首个商品化的砜亚胺类全新杀虫剂,也是我国历史上第一个与全球同步上市的农药。氟啶虫胺腈对包括褐飞虱在内的多种刺吸式口器害虫表现出优异的杀虫活性,在褐飞虱防治及抗性治理方面具有重要潜在价值。为延缓褐飞虱对氟啶虫胺腈的抗性发展,延长氟啶虫胺腈在水稻上的使用寿命,本研究连续多年监测了我国水稻主产区褐飞虱田间种群对氟啶虫胺腈及其它常用杀虫剂的敏感性时空变异趋势;研究了氟啶虫胺腈对褐飞虱室内敏感品系的亚致死效应;通过室内抗性选育获得了抗氟啶虫胺腈褐飞虱品系（SFX-SEL）,探究了交互抗性、抗性遗传方式、抗性适合度代价及代谢抗性机制。主要研究结果如下:1.褐飞虱田间种群对氟啶虫胺腈抗性监测2013-2017年采用稻苗浸渍法监测了我国9省份14个地区的52个褐飞虱田间种群对氟啶虫胺腈及其它9种常用杀虫剂的抗性水平。监测结果表明,氟啶虫胺腈对褐飞虱田间种群的LC₅₀值在1.63 mg/L至15.36 mg/L之间,相比室内敏感品系(LC₅₀=1.93 mg/L)我国褐飞虱田间种群对氟啶虫胺腈产生了敏感至低水平抗性（Resistance Ratio,RR=0.8-8.0倍）;所监测的田间种群中,84.62%的田间种群（44个）对氟啶虫胺腈表现为敏感状态,15.38%的田间种群（8个）对氟啶虫胺腈产生了低水平抗性,且抗性水平整体呈逐年上升趋势。氟啶虫胺腈与本研究中的其它杀虫剂对褐飞虱田间种群毒力相关性分析结果表明氟啶虫胺腈与吡虫啉、烯啶虫胺、呋虫胺、噻虫嗪、噻虫胺和噻嗪酮之间存在显著正相关,与毒死蜱、异丙威和醚菊酯之间不存在显著相关性。以上结果揭示了当前我国褐飞虱田间种群对氟啶虫胺腈的抗性现状及发展趋势,同时预测了用于褐飞虱防治的常用杀虫剂与氟啶虫胺腈之间的潜在交互抗性风险,研究结果将有助于氟啶虫胺腈合理使用及田间褐飞虱抗性治理。2.氟啶虫胺腈对褐飞虱的亚致死效应采用两性生命表研究了氟啶虫胺腈对褐飞虱的亚致死效应,结果表明氟啶虫胺腈LC₃₀处理显著降低了F₀代褐飞虱成虫寿命及产卵量,且氟啶虫胺腈LC₃₀处理亲代褐飞虱导致其F₁代试虫的寿命、成虫前期、雌成虫寿命、总产卵前期（TPOP）、以及若虫发育历期（1龄、3龄和4龄）显著缩短,同时显著降低了产卵量和卵孵化率;LC₁₅和LC₃₀处理均显著缩短了F₁代褐飞虱5龄若虫的发育历期,然而,LC₁₅处理显著延长了2龄若虫发育历期和成虫产卵前期（APOP）;LC₃₀处理显著降低了净繁殖率（R₀）、世代周期（T）和总繁殖率（GRR）,但内禀增长率（r_i）和有限增长率（λ）未受到氟啶虫胺腈低致死浓度(LC₁₅和LC₃₀)处理的影响。以上结果表明氟啶虫胺腈低致死浓度降低了褐飞虱当代及子代试虫的存活和繁殖能力,研究结果有助于更加全面的评价氟啶虫胺腈对褐飞虱的影响。3.褐飞虱对氟啶虫胺腈的抗性选育及生化机理通过室内连续39代筛选,获得对氟啶虫胺腈高水平抗性（RR=183.63倍）的褐飞虱品系,交互抗性测定结果表明氟啶虫胺腈与呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、噻虫胺、吡虫啉和环氧虫啶之间存在较强交互抗性,与异丙威、醚菊酯、毒死蜱之间存在低水平交互抗性,而与三氟苯嘧啶和噻嗪酮之间不存在交互抗性。增效剂试验结果表明,胡椒基丁醚（PBO）和磷酸三苯酯（TPP）分别对氟啶虫胺腈表现出2.69倍和1.48倍的相对增效倍数,且抗氟啶虫胺腈品系褐飞虱体内细胞色素P450多功能氧化酶（P450）和酯酶（EST）活力较初筛品系升高3.50倍和1.85倍,表明褐飞虱对氟啶虫胺腈的抗性与其体内P450和EST活性上升有关,推测P450可能起主要作用。4.褐飞虱对氟啶虫胺腈的抗性遗传方式及适合度代价通过抗、敏品系杂交及两性生命表研究了褐飞虱对氟啶虫胺腈的抗性遗传方式及抗性适合度代价。正、反交后代F₁RS和F₁SR对氟啶虫胺腈的敏感性相当,且F₁RS和F₁SR的显性度（D）分别为-0.16和-0.26,两者均在-1到0之间,表明褐飞虱对氟啶虫胺腈的抗性为常染色体不完全隐性遗传。F₁代自交和回交后代（F₂）对氟啶虫胺腈的期望死亡率和实际死亡率之间差异显著,表明褐飞虱对氟啶虫胺腈的抗性遗传由多基因控制。与敏感品系相比,抗性品系的雌成虫寿命、产卵期、总产卵量、卵孵化率和雌成虫存活率均显著降低,且成虫前期和总产卵前期（TPOP）显著延长,相对适合度为0.75,表明抗氟啶虫胺腈褐飞虱品系存在一定抗性适合度代价。5.抗、敏褐飞虱品系转录组数据库建立及数据分析为了获得氟啶虫胺腈抗、敏褐飞虱品系全面的基因转录本信息,挖掘褐飞虱对氟啶虫胺腈抗性相关基因,测序共获得372133456条高质量Clean Reads。基因差异表达分析发现抗氟啶虫胺腈褐飞虱品系相对于敏感品系显著上调表达2倍以上的基因共有466条,显著下调表达2倍以上的基因共有178条。GO富集分析发现差异表达基因在表皮结构成分、前体代谢物和能量产生、核苷酸磷酸化、ADP到ATP生成、嘌呤核苷二磷酸代谢过程以及含吡啶化合物的代谢过程等GO功能二级条目上显著富集。结合前章节抗性生化机理研究结果,本研究从转录组数据中共筛选出27条羧酸酯酶和54条细胞色素P450多功能氧化酶相关基因,共发现2条羧酸酯酶基因和3条P450基因在抗性品系中显著上调表达,其中P450基因CYP6ER1上调表达18.70倍,差异最显著,预测CYP6ER1可能为褐飞虱对氟啶虫胺腈抗性关键候选基因。6.褐飞虱对氟啶虫胺腈抗性相关P450基因鉴定及功能研究根据转录组数据分析和抗性生化机理研究结果,结合qRT-PCR进一步筛选和验证与褐飞虱对氟啶虫胺腈抗性相关的P450基因,研究发现共有8条P450基因CYP15G1、CYP6CS1、CYP6CW1、CYP6ER1、CYP4C62、CYP4DE1、CYP417A1和CYP419A1在抗性品系SFX-SEL(G₃₉)中的表达水平与初筛品系（UNSEL）相比显著上调2倍以上,其中CYP6ER1上调最明显（与转录组测序结果一致）,上调倍数达36.87倍;CYP6ER1在SFX-SEL品系抗性选育过程中不同世代的表达水平随着抗性水平上升而升高。利用RNAi技术沉默CYP6ER1后,抗氟啶虫胺腈褐飞虱品系的敏感性得到恢复。以上结果表明褐飞虱对氟啶虫胺腈的抗性主要是由于部分P450基因上调表达从而导致细胞色素P450多功能氧化酶代谢活性增强所致,且CYP6ER1在褐飞虱对氟啶虫胺腈的代谢抗性中发挥了重要作用。