新疆亚洲玉米螟对氯虫苯甲酰胺抗性机制的研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanjiezm
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玉米螟为世界性玉米害虫,包括欧洲玉米螟(Ostrinia nubilalis)和亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis,在我国主要以亚洲玉米螟为主。新疆是全国玉米主要生产地区,亚洲玉米螟是当地玉米生产上发生最重、危害最大的害虫之一,大发生时可造成减产超过50%,严重影响玉米的品质和质量。目前,化学药剂是防治该虫的主要措施之一,但长期依赖化学防治势必会导致玉米螟产生抗药性,且当杀虫剂施于田间,随着生物和环境的影响使杀虫剂浓度降低,对玉米螟产生亚致死效应,这也是玉米螟产生抗性的原因之一。氯虫苯甲酰胺作为新一代高效杀虫剂,自上市以来受到广泛使用,但目前国内外不少研究报道了鳞翅目害虫对其已产生抗性。有关玉米螟对该药剂的敏感性动态尚未有关报道,本研究对新疆玉米螟进行了包括氯虫苯甲酰胺的常用药剂的抗性监测,初步发现当地种群对氯虫苯甲酰胺出现敏感性降低,进一步通过室内选育玉米螟抗性品系研究其代谢机制,并对田间种群进行了鱼尼丁受体表达量和突变的靶标分子检测。主要研究结果如下:1.新疆玉米螟对常用杀虫剂的抗性监测采用点滴法及饲料浸药法测定了新疆乌鲁木齐、伊宁、疏勒、泽普4个玉米螟田间种群对氯虫苯甲酰胺、高效氯氰菊酯、噻虫嗪、溴氰虫酰胺、阿立卡(噻虫嗪·高效氯氟氰菊酯)和亮泰(阿维菌素·氯虫苯甲酰胺)的抗性水平。结果表明,以乌鲁木齐玉米螟为相对敏感种群,疏勒和泽普种群对氯虫苯甲酰胺表现敏感性下降,抗性倍数分别为4.00和4.20倍;伊宁种群对溴氰虫酰胺、阿立卡产生了中等水平抗性,抗性倍数分别为15.26和14.10倍,对噻虫嗪为低水平抗性,抗性倍数为5.40倍;疏勒种群对阿立卡达到中等水平抗性,抗性倍数为20.17倍;泽普种群对阿立卡和亮泰具有中等水平抗性,抗性倍数分别为10.97和13.48倍。以上结果为指导田间合理用药提供依据。2.氯虫苯甲酰胺亚致死剂量对玉米螟生长繁殖的影响本文通过利用氯虫苯甲酰胺亚致死剂量短期处理以及长期筛选,研究该药剂对玉米螟生长发育的影响。结果显示,氯虫苯甲酰胺亚致死剂量LD20处理72 h可造成玉米螟蛹重和单雌产卵量显著降低,分别减少9.2和30%;而用氯虫苯甲酰胺LD50连续筛选9代后,与敏感品系相比,筛选品系F10幼虫各龄期均有所延长,其中1龄和3龄幼虫期显著增加,单雌产卵量与孵化率显著减少,比对照分别减少15%和6%,净增殖率与内禀增长率显著降低。结果表明氯虫苯甲酰胺亚致死剂量对玉米螟的生长发育具有明显的抑制作用。3.玉米螟对氯虫苯甲酰胺抗性的代谢机制本文通过对玉米螟田间种群与室内筛选品系进行细胞色素P450、谷胱甘肽S-转移酶(GST)及酯酶(Est)活力测定,分析玉米螟对氯虫苯甲酰胺抗性的生化机制。田间种群解毒酶活力分析结果显示,2018年伊宁种群的P450酶活力最高,是疏勒种群的3.16倍,疏勒种群的GST(DCNB为底物)酶活力最高,是伊宁种群的2.55倍;2019年昌吉种群的P450和GST(CDNB为底物)活力分别是敏感种群的2.79和2.18倍,乌鲁木齐种群的P450、GST(CDNB为底物)酶活力也显著高于敏感种群(分别是1.82、3.86倍);室内利用氯虫苯甲酰胺亚致死剂量LD20和LD50处理72 h发现可引起玉米螟GST(DCNB为底物)酶活力显著增加(46%和86%);玉米螟经连续筛选后,第5代(F5)与第8代(F8)的P450及GST(CDNB为底物)活性显著提高,其活性分别是敏感种群的4.25、5.06和1.27、1.33倍,筛选品系第8代的GST(DCNB为底物)活性与敏感种群相比显著提高(36%)。结果表明P450、GST酶活力的增加可能与玉米螟对氯虫苯甲酰胺产生抗性有关。4.玉米螟田间种群靶标抗性分子检测双酰胺类杀虫剂的作用靶标是鱼尼丁受体(RyR)。抗性监测结果显示,新疆田间玉米螟种群对双酰胺类杀虫剂产生低至中等水平的抗性。本文通过2018-2019年新疆玉米螟田间种群鱼尼丁受体表达量的变化以及基因突变进行分析检测,来近一步确定其抗药性产生的分子机制。定量PCR结果显示2018年新疆各玉米螟种群的鱼尼丁受体表达量无显著差异性,而2019年昌吉、伊宁种群鱼尼丁受体表达量与敏感品系相比显著升高(4.04、3.86倍);基因突变检测结果显示,2019年昌吉种群鱼尼丁受体检测到第1424位置谷氨酸(E)替换为天冬氨酸的突变(E1424D),突变频率为30%。以上结果表明玉米螟对双酰胺类杀虫剂产生抗性与鱼尼丁受体基因表达量和基因突变有关。
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