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棉铃虫 Helicoverpa armigera(Hiibner)属鳞翅目(Lepidoptera)、夜蛾科(Noctuidae),是一种多食性害虫,寄主已知多达250余种,广泛分布在东半球大部分地区,现在已经扩散到西半球的巴西、波多黎各等地。从20世纪50年代开始,随着化学杀虫剂的大量应用,棉铃虫开始对不同药剂产生抗性。如今,棉铃虫已对有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等传统农药和多种新型药剂产生了不同程度的抗性。随着我国在1997年开始推广种植转Bt基因抗虫棉,棉铃虫得到了有效的控制,用于防治棉铃虫的化学药剂的使用次数减少了,但由于棉田其它害虫如盲蝽等由次要害虫上升为主要害虫,转基因棉花生长期后期Bt蛋白的表达量下降,及棉铃虫对Bt毒素蛋白的抗性水平在逐渐升高等现实情况,对棉铃虫等害虫进行有效的化学防控仍然是棉田害虫防治的重要措施。本文对2014年我国主要棉区的棉铃虫田间种群,开展了甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(甲维盐)、辛硫磷和功夫菊酯的抗药性监测,以了解各棉区棉铃虫对这三种杀虫剂的抗性现状;同时用甲维盐对室内棉铃虫敏感品系进行多代的抗性选育,评估了棉铃虫对甲维盐抗性的风险,并对室内选育抗性品系的交互抗性及抗性机理进行了初步研究,本文的研究结果可以为棉铃虫对甲维盐的预防性抗性治理提供理论支持。1.棉铃虫对三种化学杀虫剂的抗药性监测采用浸叶法测定了甲维盐、辛硫磷和功夫菊酯对2014年采自黄河流域棉区、长江流域棉区和西北棉区的14个棉铃虫田间种群的毒力,结果表明这三种不同类型的药剂中甲维盐对棉铃虫的毒力最高(LC50值在0.0002-0.002mg/L之间),辛硫磷和功夫菊酯的毒力相当(LC50值在1.4-34.0mg/L之间)。通过与室内敏感品系SCD进行比较发现,各地棉铃虫种群对甲维盐均比较敏感,长江流域棉区各种群和西北棉区SW种群的LC50值低于SCD品系,9个黄河流域棉区中也只有3个种群的LC50值高于室内敏感品系,其中XJ种群表现出最高4.4倍的差异;对辛硫磷的抗性监测结果发现14个棉铃虫种群对辛硫磷的抗性水平在2-7倍之间,处于敏感性下降阶段,并且黄河流域棉区、长江流域棉区和西北棉区之间没有明显的差异,对辛硫磷来说抗性水平最高的地区为河北邱县,达到了 6.9倍,抗性水平最低的地区是新疆沙湾(SW),仅为2.3倍;对功夫菊酯的监测结果发现,全国14个棉铃虫种群对该药剂的抗性在6倍到25倍之间,其中只有黄河流域棉区的AY和QX种群及长江流域棉区的DT和XY等4个种群抗性水平低于10倍,其余种群均表现出中等水平的抗性。根据现有的抗性监测结果,这三个药剂都可以有效用于棉铃虫的防治,在棉花生长前期应充分发挥转Bt抗虫棉对棉铃虫的良好控制效果,尽量不用药,在棉花生长的后期做到药剂的轮换使用和限制功夫菊酯的使用次数,防止这些药剂抗性水平的快速发展。2.棉铃虫对甲维盐抗性的现实遗传力、交互抗性及遗传方式分析在室内用甲维盐对实验室敏感品系SCD连续筛选了 18代,得到甲维盐抗性品系SCD-EB,其抗性相对于SCD品系提高了 8倍,相对于另一室内敏感品系SW2012抗性为66倍。为了有效评估棉铃虫对甲维盐的抗性风险,在连续筛选的背景下进行了SCD-EB品系对甲维盐现实遗传力的估算,采取阈值性状分析法得出棉铃虫对甲维盐的抗性现实遗传力h2为0.067,反应商Q为0.043,预测结果是在筛选死亡率为70%的情况下,其抗性倍数上升10倍所需要的世代数为20代,与实际筛选的情况基本吻合,连续高浓度用药存在着一定的抗性风险。交互抗性研究发现当SCD-EB品系对甲维盐抗性提高8倍时,对阿维菌素、氰戊菊酯和溴虫腈的抗性都比原来提高2倍以上,表现出一定的敏感性下降,对多杀菌素和丙溴磷则没有明显变化。对甲维盐抗性品系SCD-EB进行的遗传方式分析发现,正交与反交F1代的LD50没有显著差异,正反交F1代的显性度D值分别为0.302和0.253,说明棉铃虫对甲维盐的抗性表现为常染色体不完全显性遗传。3.棉铃虫甲维盐抗性品系SCD-EB的代谢抗性机理研究对SCD-EB、SCD和SW2012品系进行了增效剂增效实验和解毒代谢酶的活力测定。在SCD-EB品系中,三种解毒代谢酶抑制剂PBO、DEF和DEM及ABC转运蛋白抑制剂Verapami1对甲维盐分别具有4-5倍的增效作用;在SCD品系中这四种增效剂对甲维盐的增效作用为2-3倍;而四种增效剂在SW2012品系上对甲维盐都没有增效作用。代谢酶活力测定结果是SCD-EB、SCD和SW2012三个品系的谷胱甘肽S-转移酶活力没有显著差异,SCD-EB和SW2012两个品系的酯酶活力基本相同,反而是SCD品系的酶酶活力略高。多功能氧化酶以对硝基苯甲醚为底物的氧脱甲基活性(PNOD)SCD-EB品系与对照品系SCD相比差异不大且略低,但两品系的PNOD活性分别是敏感品系SW2012的8倍和9倍。从本文的研究结果可以看出,三种不同代谢酶抑制剂和ABC转运蛋白抑制剂Verapamil都对甲维盐具有增效作用,且随着抗性水平升高增效作用增大,说明代谢酶的代谢作用及ABC转运蛋白与棉铃虫对甲维盐的抗性有关;而代谢酶活力测定可能由于底物选择及品系的遗传背景等方面的原因,没能显示出代谢作用与甲维盐抗性的关系。