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灰飞虱是一种重要水稻害虫,化学防治是控制其发展的一种有效方式,及时了解田间抗性水平及抗性机制是化学防控的重要举措,本研究分别对7个地区的田间灰飞虱进行抗性监测,代谢抗性机理分析,潜在靶标序列克隆及变异分析,以期为灰飞虱田间有效化学防控提供新视角。1.采用浸苗法分别对江苏建湖(JH)、南京(NJ)、姜堰(JY)、溧阳(LY)、上海(SH)、东北长春(DB)、安徽庐江(LJ)灰飞虱种群的毒死蜱、漆嗪酮、噻虫嗪、吡蚜酮四种杀虫剂抗性水平进行监测,以室内多年不接触杀虫剂的云南楚雄敏感种群为对照。结果显示:吡蚜酮和噻嗪酮田间各灰飞虱种群的抗性水平较高,华东地区灰飞虱种群对噻嗪酮抗性水平均大于100倍,其中LY对噻嗪酮抗性高达156倍,而抗性水平相对较低的DB种群也达26倍;各个地理种群对吡蚜酮抗性水平介于18-34倍之间,且DB种群与华东各地区之间灰飞虱对吡蚜酮抗性水平无差异;另外,毒死蜱和噻虫嗪抗性水平较低,抗性水平均小于10倍。从地理角度分析,DB灰飞虱种群对四种杀虫剂抗性水平较低,属于相对敏感或者抗性初始发展时期。此外,分别在各个地理种群灰飞虱中测定了多功能氧化酶增效剂(PBO)、谷胱甘肽-S-转移酶增效剂(DEM)和羧酸酯酶增效剂(TPP)对四种杀虫剂的增效作用。结果显示:在LJ种群中,TPP对噻嗪酮呈现4.8倍的增效作用;在灰飞虱LY种群中,DEM对噻虫嗪表现2.0增效作用;在灰飞虱JY种群中,DEM对吡蚜酮表现2.1倍的增效作用。除此之外,各种群对三大解毒酶系的增效作用总体上不显著,这些结果也初步表明不同用药背景下田间灰飞虱抗性机制的复杂性。对不同地理种群灰飞虱抗性产生机制需进一步探究。2.对代谢因子表达分析发现:以灰飞虱JY、LY、NJ、DB种群为材料,以室内敏感品系(YN)为对照,对灰飞虱三大解毒基因定量分析发现:灰飞虱羧酸酯酶Ls.CarE1、Ls.CarE14、Ls.CarE15、细胞色素P450基因CYP305和CYP6CW1和谷胱甘肽-S-转移酶Ls.GSH7在田间种群中均存在过量表达。其中,灰飞虱JY种群中Ls.CYP6CW1和LSCYP18A1相对表达量最高,分别为22.24倍和9.73倍;LY种群中Ls.CarEl、Ls.GSH7、LS.CYP6CW1 和 LS.CYP302A1v2 相对表达量最高,分别为 11.67倍、14.98 倍、14.96 倍和 14.27倍;灰飞虱NJ种群中Ls.CarE1、Ls.CarE14、LS.CYP6CW1和Ls.CYP4G76的相对表达量最高,分别为6.56、4.99、8.87和4.42倍;灰飞虱DB种群中,Ls.CarE11、Ls.GSH7、Ls.CYP476基因的表达量最高,分别有4.82、7.13和6.37倍。这些结果初步表明:解毒代谢因子过量表达可能与杀虫剂的抗性相关,还需进一步研究。3.本文在深度转录组测序的基础上,通过序列验证共发现18条乙酰胆碱受体基因,其中8条具有完整的编码框。其分别属于α1、α2、α3、α4、α5、α6、α8、β1亚基,进一步对吡虫啉抗感灰飞虱个体间α2亚基序列分析发现其核苷酸存在多态性差异,但氨基酸对比无差异。综上所述,田间灰飞虱对常用杀虫剂已产生了不同程度抗药性,其中Ls.CarE1、Ls.CarE14、Ls.CaarE15、CYP305、CYP6CW1的共性表达可能是田间灰飞虱产生代谢抗性的重要因子。首次报道灰飞虱乙酰胆碱基因18条,其中8条为全长基因序列,灰飞虱对吡虫啉抗、感个体之间α2亚基存在核苷酸多态性位点,但相应氨基酸并无差异,这些结果将为杀虫剂抗性研究及田间抗性监测预警提供借鉴。