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水稻持续增产是世界人口增长的必然要求。为了减少由于害虫爆发造成的作物损失,越来越多的不同新型杀虫剂被开发和应用。然而,杀虫剂对人类健康、环境和害虫自然天敌的危害同时也引起了公众的关注。天敌与害虫一般发生在同一个栖息地,这使得在利用杀虫剂控制害虫时天敌很容易通过任何直接途径或间接途径接触到杀虫剂。之前许多的研究也表明,杀虫剂对天敌的生长发育有重大影响。因此,杀虫剂对非目标生物的潜在不利影响评价是杀虫剂生物安全性评估不可缺少的一部分。青翅蚁型隐翅甲是一种重要的天敌种类,在世界范围内(中国、马来西亚、泰国和日本等地)被用于生物防治,可防治包括各种水稻害虫在内的多种毁灭性害虫。在水稻农业生态系统中,青翅蚁型隐翅甲是褐飞虱的重要天敌,其成虫每天可以捕食9-10只褐飞虱若虫。甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和氯虫苯甲酰胺是防治不同作物上多种鞘翅目、鳞翅目和双翅目害虫的两种新型杀虫剂。在稻田中,这两种杀虫剂被大量的应用于防治稻纵卷叶螟和二化螟等水稻害虫中,但目前缺少这两种杀虫剂对青翅蚁型隐翅甲的安全性报道。本研究评价了甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和氯虫苯甲酰胺对青翅蚁型隐翅甲的急性毒性,同时测定了亚致死剂量下两种杀虫剂对青翅蚁型隐翅甲的存活、发育时间、繁殖、体重、酶活性和基因表达等方面的影响。结果如下:1.甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对青翅蚁型隐翅甲的致死和亚致死效应本研究结果表明,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐在72小时内对青翅蚁型隐翅甲成虫的LC10、LC30和 LC50分别为 1.54(0.39-2.31)、2.31(1.03-3.82)和 3.07(1.84-4.54)mg a.i.L-1而在72小时内对青翅蚁型隐翅甲二龄幼虫的LC10、LC30和LC50分别为 1.45(0.67-1.92)、1.77(1.02-2.24)和 2.58(1.95-3.19)mg a.i.L-1。在 LC10和 LC30 亚致死剂量处理下,暴露于甲氨基阿维菌素苯甲酸盐下的青翅蚁型隐翅甲二龄幼虫和对照相比,二龄发育时间、预蛹期、蛹期和产卵前期显著延长。同时LC30和LC10处理显著降低了二龄幼虫和二龄处理后羽化成虫的取食力,及处理二龄幼虫羽化的成虫的繁殖力。与对照组相比,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐LC30显著降低了处理幼虫羽化为成虫后的体重。与LC10处理和对照相比,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐LC30直接处理的成虫后试虫的繁殖力和取食力显著降低。这些结果表明亚致死剂量下的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对青翅蚁型隐翅甲的发育和繁殖等生物活性具有负面影响。2.氯虫苯甲酰胺对青翅蚁型隐翅甲的致死和亚致死效应氯虫苯甲酰胺处理48h后对青翅蚁型隐翅甲成虫的LC10、LC30和LC50分别为93.68(18.57-177.57)、137.68(37.66-236.46)和 535.49(344.28-859.95)mg·a.i.L-1,而对二龄幼虫的 LC10、LC30和 LC50分别为 21.22(12.04-30.84)、56.48(40.99-71.59)和111.24(89.59-137.19)mg a.i.L-1。氯虫苯甲酰胺对青翅蚁型隐翅甲的半数致死浓度高于稻田推荐剂量(59.38 mg a.i.L-1)。与LC10组和对照组相比,亚致死剂量(LC30)处理显著延长了处理二龄幼虫成虫前期和产卵前期的历期。LC30和LC10处理二龄幼虫羽化为成虫后繁殖力不受影响,与对照组相同LC30处理的二龄幼虫羽化为雌成虫后体重明显低于对照组,而雄成虫体重无变化。氯虫苯甲酰胺处理同时降低了二龄幼虫的取食力,单对成虫的取食力没有显著影响。这些结果表明亚致死剂量氯虫苯甲酰胺对青翅蚁型隐翅甲的发育和生物活性有负面影响。本研究通过使用不同的杀虫剂风险评估方法,评估了甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和氯虫苯甲酰胺对青翅蚁型隐翅甲的不良影响。相关研究为评价新型杀虫剂对天敌的负面影响研究提供了一系列信息。同时,本研究有助于指导在有青翅蚁型隐翅甲存在的不同农业生态系统中合理选择和使用杀虫剂。另一方面,它为利用先进技术研究评价新型杀虫剂对青翅蚁型隐翅甲的毒性打下了一定的基础。由于苯甲酸甲甲酯的毒性比氯硝基丙酯强,因此对苯甲酸甲酯LC10和LC30的亚致死浓度进行酶活性评估和转录研究。3.甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对青翅蚁型隐翅甲解毒相关酶活性的影响许多酶参与了杀虫剂的许多代谢和解毒过程。CYP450(P450)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)和酯酶是杀虫剂解毒过程中最广泛报道的解毒酶,这些酶在许多昆虫对不同杀虫剂的抗性品系中表达量升高。因此,我们测定了甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理对青翅蚁型隐翅甲三种解毒酶的活性影响。结果表明,处理后72小时,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐LC30和LC10处理组P450酶活性明显高于对照组。而在处理后12小时、24小时和48小时,LC30和LC10两处理组P450酶活与对照组相比无明显差异。GST酶活性结果表明,LC30和LC10的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理后12和24 h,处理组与对照组间无显著差异。而处理48和72 h后LC30和L10组的GST活性明显高于对照。酯酶活性评价结果表明,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理后12和24 h,LC30组与对照相比酯酶活性显著增加,而处理后48和72 h酯酶活性无变化。LC10处理对青翅蚁型隐翅甲酯酶活性无影响。4.甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理诱导的基因表达变化利用转录组测序评估了甲氨基阿维菌素苯甲酸盐暴露对青翅蚁型隐翅甲基因表达的影响。分别收集甲氨基阿维菌素苯甲酸盐LC30(2.64 mg a.i.L)处理24小时后存活个体和丙酮处理的对照个体进行转录组测序。差异表达基因(DEGs)分析显示,处理后2257个单基因受到显著调控,其中包括599个上调基因和1655个下调基因。通过差异基因功能归类(GO)分析发现,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理影响最大的为代谢过程(809 DEGs),其次是催化过程(715 DEGs)、结合功能(607 DEGs)、有机物代谢过程(584 DEGs)和初级代谢过程功能(580 DEGs)基因。在上调的差异表达基因中,代谢过程功能分布的基因最多(171 DEGs),其次是结合功能(163DEGs)、催化过程(150 DEGs)、有机物代谢过程(123 DEGs)和初级代谢过程(122 DEGs)。在下调的差异表达基因中,代谢过程是差异表达基因最多(151 DEGs),然后是催化过程(139 DEGs),有机物代谢过程(125 DEGs)和初级代谢过程(121DEGs),结合功能(101 DEGs)。上调和下调的基因比较结果表明,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐暴露主要抑制青翅蚁型隐翅甲的基因表达。KEEG代谢通路分析显示,甲氨基阿维菌素暴露影响最大的通路分别为信号转导通路(1421 DEGs)、转运和分解代谢通路(984 DEGs)和翻译通路(862 DEGs)。另外,发现包含解毒相关基因在内的许多其他通路也受到甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的影响,例如“视黄醇代谢”(20 DEGs)、“亚油酸代谢”(5 DEGs)、“化学致癌”(33 DEGs)、“类固醇激素合成”(17 DEGs)、“谷胱甘肽代谢”(20 DEGs)、“药物代谢的其他酶”(39 DEGs)、“细胞色素P450相关的药物代谢-”(21 deGs)、“细胞色素P450相关的外源物质代谢”(29 DEGs)、“癌症途径”(19 DEGs)和“昆虫激素合成”等通路。随后,在DEGs分析中鉴定到许多与杀虫剂相关的差异调节基因,如CYP基因、UGT基因、AChE基因、HPGDS调节基因和GST调节基因。为了验证转录组的分析结果,从上述途径中选择并通过qPCR分析验证了 12个杀虫剂相关基因的表达差异情况。结果表明转录组分析结果与qPCR分析结果一致。因此,转录组分析的结果可以为进一步的分子研究提供指导。