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二斑叶螨(Tetranychus urticae)是一种重要的农林业害螨,化学防治仍是对其防控的最有效手段。农药长久且不合理、不科学的使用,加上二斑叶螨具有世代历期短,繁殖能力强等生理特性,造成其抗药性问题比其他农业害虫更显突出,目前能够高效控螨的农药资源已越来越少。乙唑螨腈(cyetpyrafen)是我国自主研发并于2017年正式上市的丙烯腈类新型杀螨剂,其作用位点为线粒体复合物Ⅱ(Mitochondrial complex II),是一种线粒体复合物Ⅱ抑制剂(SDHI)类杀螨剂,也属于电子传递链抑制剂大类(Mitochondrial electron transport inhibitor,METI)。乙唑螨腈具有高杀螨活性,见效快、持效久、杀螨谱广,且对各个螨态均有效果。同时,乙唑螨腈拥有全新的化学结构,与田间常用的非SDHI杀螨剂没有交互抗性,对非靶标生物安全,在二斑叶螨的防控中具有广阔的应用前景。因此,积极开展二斑叶螨对乙唑螨腈的抗性研究对于该药剂的合理使用,田间抗性治理及延长药剂寿命等具有重要意义。本论文以两个二斑叶螨敏感品系Tu-YN、Tu-DG和一个乙唑螨腈抗性品系Cyet-R为研究材料,探究二斑叶螨对乙唑螨腈的抗性遗传方式、抗性适合度以及抗性机制,为乙唑螨腈的科学使用提供参考依据。具体研究结果如下:1.抗性品系Cyet-R对乙唑螨腈的抗性水平检测及遗传方式采用叶碟喷雾法对三个品系进行生物测定,以在实验室饲养五年以上的敏感品系Tu-YN毒力测定结果为标准,其中,Tu-DG对三种杀螨剂的抗性倍数仅为1.5、1.06及0.03倍,处于敏感水平;而Cyet-R品系对乙唑螨腈的LC50值大于10000mg/L,相对于Tu-YN品系的抗性倍数超过2000倍,达到极高水平抗性。同时Cyet-R对另外2个SDHI杀螨剂也表现出极高水平抗性:对腈吡螨酯的LC50值大于10000 mg/L,抗性倍数超过2600倍;对丁氟螨酯的LC50值为2818.99mg/L,抗性倍数达190倍。通过正交、反交和回交实验,结合生物测定,研究二斑叶螨对乙唑螨腈的抗性遗传方式。生物测定结果为乙唑螨腈对正交子一代F1RS和反交子一代F1SR的LC50值分别为3126.30 mg/L和2743.97 mg/L,二者的95%置信区间存在重叠;回归参数的假设相等(斜率和截距)检验发现,F1RS和F1SR之间不存在显著差异,且二者的剂量-反应曲线几乎重合,表明二斑叶螨对乙唑螨腈的抗性遗传无母体影响,为细胞核遗传。抗性显性度(D)计算发现,F1RS和F1SR的D值均介于0和1之间,且二者的剂量-反应曲线也都更靠近抗性亲本,表明二斑叶螨对乙唑螨腈的抗性为不完全显性遗传。回交品系BC1和BC’1在生物测定中的实际死亡率与基于单基因遗传假设的预期死亡率存在差异,卡方检验的结果也显示二者的实际卡方值与期望卡方值存在显著差异,由此说明二斑叶螨对乙唑螨腈的抗性是受多基因控制的。2.抗性品系Cyet-R的种群适合度两性生命表结合TWOSEX-MSChart软件分析结果显示,Cyet-R品系的成螨前期较两个敏感品系均显著缩短,其中若螨期较Tu-YN品系显著缩短,卵期与幼螨期较Tu-DG品系显著缩短;发育至成螨后,Cyet-R的产卵期和雌螨寿命显著长于两个敏感品系。三个品系的净生殖率(R0)、内禀增长率(r)、周限增长率(λ)以及平均时代时间(T)均不存在显著差异;但Cyet-R的繁殖力水平显著更高,且每雌单日产卵量出现两个高峰。抗性适合度研究表明Cyet-R品系较敏感品系不存在明显适合度代价。3.二斑叶螨对乙唑螨腈抗性的生化机制使用增效剂增效醚(PBO)、顺丁烯二酸二乙酯(DEM)和脱叶磷(DEF)分别对三个品系雌成螨预处理24 h后,再使用乙唑螨腈对其进行生物测定,计算相应增效比,结果发现:使用PBO后,乙唑螨腈对Tu-YN的LC50从4.06 mg/L下降至2.35 mg/L,增效比为1.7;Tu-DG的LC50从7.37 mg/L下降至1.46 mg/L,增效比为5.1;使用DEF后只有Tu-DG对乙唑螨腈的敏感性产生变化,其LC50从7.37mg/L下降至5.05 mg/L,增效比为1.5;使用DEM后,也仅Tu-DG对乙唑螨腈的敏感性发生明显变化,其LC50从7.37 mg/L下降至3.50 mg/L,增效比为2.1;三种增效剂均无法显著改变Cyet-R对乙唑螨腈的敏感性。解毒酶活性检测结果显示,相对于Tu-YN和Tu-DG品系,Cyet-R的酯酶(CCEs)比活力均显著性升高了1.10倍,但细胞色素P450s和谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)的比活力在三个品系中并无显著差异。增效剂生物测定和解毒酶活性测定结果表明,P450s、CCEs和GSTs可能参与了二斑叶螨对乙唑螨腈的代谢,但总体上解毒代谢对乙唑螨腈抗性贡献程度较低。4.转录组测序分析解毒酶差异表达基因转录组测序分析结果显示,与Tu-YN和Tu-DG相比,Cyet-R品系中共发现313个差异表达的抗性相关基因(上调数183,下调数130),其中包括6个CCEs基因和3个P450s基因。RT-q PCR验证发现,5个CCEs基因(Tu CCE01、Tu CCE21、Tu CCE47、Tu CCE48、Tu CCE71)与2个P450s基因(CYP389C12、CYP392D3)在抗性品系Cyet-R中显著上调表达,其中Tu CCE01、Tu CCE47、Tu CCE48与CYP392D3上调倍数较高,暗示其在乙唑螨腈代谢抗性中可能发挥一定作用。但是整体来看上调表达的解毒酶基因数量较少,可能对乙唑螨腈极高抗性的产生作用不大。5.二斑叶螨对乙唑螨腈的靶标抗性研究通过对三个品系二斑叶螨SDH的四个亚基(Tu Sdh A、Tu Sdh B、Tu Sdh C、Tu Sdh D)全长克隆及序列比对发现,Cyet-R品系的Tu Sdh B存在介导SDHI杀螨剂靶标抗性的氨基酸位点突变:Sdh BI260V。通过高世代回交法构建近等基因系——Sdh BI260V,生测结果显示Sdh BI260V品系对乙唑螨腈的抗性倍数约为462倍,虽低于抗性亲本Cyet-R,但仍达到了极高的抗性水平。通过检测乙唑螨腈对离体SDH的抑制作用发现该突变导致了乙唑螨腈与靶标的结合能力降低,说明Sdh BI260V突变对乙唑螨腈极高水平抗性的产生具有重要贡献。综上所述,二斑叶螨乙唑螨腈极高抗性品系对腈吡螨酯和丁氟螨酯产生了明显的交互抗性,对乙唑螨腈的抗性的遗传方式为多基因控制的不完全显性的细胞核遗传,且抗性品系不存在明显适合度代价。抗性机制分析表明,造成二斑叶螨Cyet-R对乙唑螨腈产生极高水平抗性的重要原因是靶标基因发生了Sdh BI260V的点突变;同时,解毒代谢已不是介导极高水平的乙唑螨腈抗性的重要因素。