灰飞虱对溴氰虫酰胺的抗性风险评估及代谢抗性机制初探

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在害虫产生抗药性之前进行抗药风险和抗性机制的研究,有助于杀虫剂在田间的科学合理使用,并延缓害虫抗药性的产生和发展。灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)是危害水稻、玉米和小麦等多种禾本科作物的重要害虫。灰飞虱田间防治以化学防治为主,已对不同杀虫剂产生了不同程度的抗性。溴氰虫酰胺作为具有独特作用机理的双酰胺类杀虫剂,目前已被登记用于灰飞虱的防治。本研究在室内条件下用溴氰虫酰胺对灰飞虱进行连续抗性选育,获得抗溴氰虫酰胺灰飞虱品系,利用抗性现实遗传力预测灰飞虱对溴氰虫酰胺的抗性风险和抗性发展速率;测定了灰飞虱抗性品系的抗性稳定性、生物适合度以及与其它杀虫剂的交互抗性。测定并比较抗性品系和敏感品系体内三种代谢酶活性和部分解毒代谢基因表达量,初步探究灰飞虱对溴氰虫酰胺的代谢抗性机制。本研究主要结果如下:用溴氰虫酰胺对灰飞虱相对敏感品系进行连续筛选25代,LC50值从14.50 mg·L-1上升至248.54 mg·L-1,抗性倍数上升至17.14倍,获得了具有中等抗性的抗溴氰虫酰胺灰飞虱品系。从F0到F16代,抗性发展缓慢,抗性倍数仅上升至3.63倍,仍处于敏感水平;从F16代开始抗性发展加快,连续筛选9代后抗性倍数上升13倍。灰飞虱对溴氰虫酰胺的抗性现实遗传力为0.0751,当每代筛选死亡率达到90%时,抗性上升10倍需要12代。抗性稳定性结果表明,抗性品系经5代连续无药饲养,LC50值从190.69 mg·L-1下降到140.35 mg·L-1,抗性倍数下降了3.47倍,平均每代衰退速率为0.0266。生物适合度测定结果表明,抗性品系的生物适合度为1.10,未表现出适合度劣势。与敏感品系相比,抗性品系的2龄、3龄、4龄、若虫期、总产卵前期和平均世代时间显著降低;而成虫产卵前期、成虫寿命、繁殖力、羽化率、雌虫率、孵化率,固有增长率、有限增长率和净生殖率无明显差异。交互抗性测定结果表明,抗溴氰虫酰胺灰飞虱品系对供试9种常用杀虫剂(三氟苯嘧啶、吡蚜酮、氟啶虫酰胺、氟啶虫胺腈、呋虫胺、噻虫胺、噻虫嗪、烯啶虫胺和吡虫啉)不存在交互抗性。酶抑制剂PBO、DEM和TPP对溴氰虫酰胺的增效试验结果表明,TPP和PBO对抗性品系和敏感品系均表现出一定的增效作用,且在抗性品系中增效明显。三种解毒酶活性测定结果表明,与敏感品系相比,抗性品系的P450s和CarE活性显著升高,分别是敏感品系的1.69和1.30倍;GST活性无差异。部分代谢基因表达量测定结果发现,与敏感品系相比,P450s基因CYP419A1v2表达量上调最明显,是敏感品系的6.10倍;CarE基因LsCarE5明显上调,是敏感品系的1.94倍。综合以上结果,P450s和CarE基因过量表达导致相应代谢酶活性升高可能在灰飞虱对溴氰虫酰胺的代谢抗性中起主要作用。
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