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磷化氢(PH3)是我国广泛使用的熏蒸剂,具有杀虫毒性强、渗透效果好、残留低、成本低以及使用方便等特点,在储粮害虫的防治方面发挥了重要的作用。但是,我国长期单一的使用磷化氢作为熏蒸剂,而且使用方法不当,导致害虫的抗药性逐渐上升。其中以赤拟谷盗对磷化氢的抗药性最为明显。细胞色素P450靶标位点众多,作用底物广泛,可以参与调节、诱导多种生理生化反应,参与解毒不同的杀虫药剂,在昆虫抵抗杀虫剂、适应不良环境等方面起到重要作用。本文综合运用昆虫毒理学、分子生物学与基因工程等学科知识,着眼于常见储粮害虫赤拟谷盗对磷化氢产生极高抗性这一现实问题,以多品系赤拟谷盗为研究对象,进行磷化氢抗性测定,借助酶活力测定法、RT-PCR、RNA干扰等技术,研究赤拟谷盗的磷化氢抗性与细胞色素P450解毒酶的关系,进一步了解P450基因对害虫磷化氢抗药性形成的促进作用,研究结果如下:①对赤拟谷盗P450s酶活力的研究发现,抗性品系的P450s 比活力显著高于敏感品系。在检测的10个品系中,成都、淄博品系具有最高的P450s 比活力,分别为 2.66±0.25 nmol/μg pro.min-1 与 2.52±0.17nmol/μg pro.min-1,显著高于其它抗性品系,而抗性品系的P450s比活力又显著高于敏感品系。通过药剂胁迫实验发现,新都(高抗)品系的比活力可以在受到药剂胁迫后快速上升,随后下降并稳定在高于初始值的水平,海口(中抗)品系的比活力先保持不变,但在胁迫后期显著上升,而铜梁(敏感)品系的比活力则持续降低。总体来看,P450s 比活力呈现出随抗性水平提高而提高的趋势,表明P450s酶系在磷化氢抗药性的形成中具有重要地位,也说明了赤拟谷盗磷化氢抗性的形成与P450s酶系之间具有重要联系。②对赤拟谷盗CYP345基因家族表达水平的研究结果显示,CYP345A1与CYP345A2均在淄博品系中表达量最高,分别是对照组(铜梁品系)的24.86倍与6.79倍,其次为广东、新都、成都品系,且均显著高于对照组。总体来看,CYP345A1与CYP345A2的表达量呈现出随抗性水平提高而提高的明显趋势,表明CYP345A亚家族的过量表达可能是磷化氢抗性的产生机理之一,二者均可能是导致磷化氢抗药性的抗性基因。而CYP345B1、CYP345C1、CYP345D1、CYP345D2的表达量在不同品系间,表达量不存在显著差异或表达水平与抗性倍数无显著相关性,表明这4条基因可能与磷化氢的抗性形成无关。③对赤拟谷盗3个品系CYP345基因家族在磷化氢胁迫前、后表达量的研究结果显示,在磷化氢胁迫后,高抗(新都)品系CYP345A1的表达量在短期内迅速上调,在2 h时可达186.25倍(以铜梁品系的为1),之后快速下降;中抗(海口)品系CYP345A1的表达量上调速度较慢,在12 h时可达166.12倍;敏感(铜梁)品系CYP345A1的表达量一直处于上调的状态,但上调幅度不大,48 h时达15.35倍。CYP345A2基因在磷化氢胁迫后,在中抗和敏感品系中表达量显著上调,分别在12 h与24 h时达最大值,且中抗品系上调速度大于敏感品系,而在高抗品系中没有显著上调。总体来看,高抗品系中CYP345A1与CYP345A2表达量的上调速度明显大于中抗品系与敏感品系,认为CYP345A1与CYP345A2均为抗性基因。。④利用RNA干扰技术,成功抑制了赤拟谷盗CYP345A1与CYP345A2的表达量,且在注射dsRNA并羽化后7天的抑制率最高。通过药剂熏蒸实验,发现抑制CYP345A1或CYP345A2的表达均使试虫死亡率显著提升,即抑制CYP345A1与CYP345A2的表达均导致试虫药剂敏感性的提升,从而进一步证明CYP345A1与CYP345A2的过量表达可以导致赤拟谷盗磷化氢抗性的提升,二者均为引发磷化氢抗性的关键因子。本论文研究结果表明,CYP345A基因亚家族的过量表达是引发磷化氢抗药性的重要原因,确认了 CYP345A1与CYP345A2在赤拟谷盗磷化氢抗药性中的重要地位。步了解抗性基因的种类与作用机理。