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桔小实蝇对三种杀虫剂的抗药性研究

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本文运用经典的抗药性研究技术、抗性遗传研究技术和分子生物学技术系统研究了桔小实蝇的抗药性不同方面,包括:不同抗药性品系的抗药性稳定性及交互抗性、抗药性形式遗传、抗药性品系生物学及生态学、抗药性代谢酶机制以及分子机制等方面,主要结果如下: 1.田间抗药性监测表明桔小实蝇已产生不同程度的抗药性。通过对我国广东、福建、海南、广西和云南等省(自治区)11个地区的桔小实蝇种群进行抗药性监测,结果发现2005年除海口种群还处于敏感阶段,其余10个种群中漳州、茂名、澄海、广州、惠州5个种群对敌百虫达到中抗水平,清远、河源、福州、南宁、元江5个种群为低抗;对高效氯氰菊酯则仅有漳州、澄海2个种群达到中抗水平,广州、清远、茂名、惠州、福州5个种群处于低抗,南宁、河源、海口、元江4个种群仍保持敏感;对阿维菌素则有茂名、河源、澄海、漳州、广州、海口6个种群达到中抗,南宁、惠州、清远和福州4个种群处于低抗,仅元江1个种群保持敏感阶段;而2006年则有漳州、茂名、澄海、广州、惠州、清远、福州、南宁和元江9个种群对敌百虫达到中抗水平,漳州、广州、澄海和茂名4个种群对高效氯氰菊酯达中抗水平,广州1个种群对阿维菌素已产生高抗水平,清远、澄海、漳州、茂名、河源、南宁、海口、惠州和福州9个种群达中抗水平。 2.建立了不同的抗性品系,明确了桔小实蝇不同抗性品系的抗性稳定性及交互抗性。通过室内多代培育成功建立分别对敌百虫、高效氯氰菊酯和阿维菌素高抗的抗性品系。抗性品系分别为:用LC<,50>、LC<,90>选育至33代的抗性倍数达71.93和59.19的桔小实蝇抗敌百虫品系TrR<,50>和TrR<,90>用LC<,90>选育至33代抗性倍数为287.88的抗高效氯氰菊酯品系AlR<,90>;用LC<,90>选育至27代抗性倍数为113.12的抗阿维菌素品系AbR<,90>。 通过对桔小实蝇不同抗性品系的抗药性衰退监测,明确不同抗性品系的抗药性稳定性。四个抗性品系TrR<,50>、TrR<,90>、AlR<,90>和AbR<,90>的抗性衰退研究结果表明,抗敌百虫两品系TrR<,50>、TrR<,90>和抗高效氯氰菊酯品系AlR<,90>抗性不稳定,这三个品系经抗性衰退培育至19代抗性分别下降了84.73%、82.47%和79.19%;而抗阿维菌素品系AbR<,90>抗性稳定,经抗性衰退培育至19代抗性仅下降8.53%。通过交互抗性研究,结果表明三个抗性品系对其它两种药剂都有一定的交互抗性。抗性倍数69.21的抗敌百虫品系TrR<,50>,对高效氯氰菊酯和阿维菌素抗性倍数达29.78和16.12;抗性倍数264.31的抗高效氯氰菊酯品系.AlR<,90>,对敌百虫和阿维菌素抗性倍数为22.91和10.62;抗性倍数93.77的抗阿维菌素品系AbR<,90>,对高效氯氰菊酯和敌百虫抗性倍数为36.93和11.23。 3.明确了桔小实蝇不同抗性品系的繁殖不利性。桔小实蝇三个抗性品系TrR<,50>、AlR<,90>和AbR<,90>中各品系中不同虫态发育历期和平均世代历期最长的为抗阿维菌素品系AbR<,90>,其次为抗高效氯氰菊酯品系AlR<,90>和抗敌百虫品系TrR<,50>,敏感品系SS最短。卵孵化率、蛹羽化率、产卵量、内禀增长率和净生殖率均为抗阿维菌素品系AbR<,90>最低,抗高效氯氰菊酯品系AlR<,90>和抗敌百虫品系TrR<,50>次之,敏感品系SS最高;此外三个抗性品系TrR<,50>、AlR<,90>和AbR<,90>的适合度均小于1,分别为0.6125、0.6474和0.7167。 4.明确了桔小实蝇不同抗性品系的抗性遗传形式。通过应用经典回交法明确抗性品系TrR<,50>、AlR<,90>和AbR<,90>的抗性遗传形式。证明桔小实蝇对敌百虫、高效氯氰菊酯的抗药性均为位于常染色体上的多基因控制的不完全显性遗传;对阿维菌素的抗性遗传形式为位于常染色体上的多基因控制的不完全隐性遗传。 5.揭示了桔小实蝇对不同药剂形成抗药性的代谢机理。研究结果显示三个抗性品系抗药性产生与不同的代谢酶活性相关。桔小实蝇对敌百虫的抗药性的产生可能是由于羧酸酯酶,乙酰胆碱酯酶,超氧化物歧化酶,过氧化氢酶,谷胱甘肽-S-转移酶,多功能氧化酶O-脱甲基、N-脱甲基,酸性、碱性磷酸酯酶活性的增强;对高效氯氰菊酯的抗药性的产生可能与谷胱甘肽-S-转移酶,羧酸酯酶,乙酰胆碱酯酶,超氧化物歧化酶,酸性、碱性磷酸酯酶,多功能氧化酶N-脱甲基活性的增强相关;对阿维菌素抗药性的形成与羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶活性的增强及乙酰胆碱酯酶、多功能氧化酶的O-脱甲基、N-脱甲基、过氧化氢酶、过氧化物酶活性的降低有一定的关系。增效剂生物测定结果表明增效剂PBO和TPP均对三个抗性品系有不同程度的增效作用。 6.明确了桔小实蝇抗敌百虫的靶标基因的全序列及其产生的抗性突变位点。克隆分析了敏感与抗敌百虫的桔小实蝇品系乙酰胆碱酯酶基因序列的突变。通过RT-PCR 技术扩增出该基因全长,开放式阅读框为2022bp,编码673个氨基酸。通过多次重复测序发现抗敌百虫品系TrR<,50>的该基因氨基酸序列有3个保守突变,分别为I214V、G488S、Q643R,与其它昆虫相同基因序列具有高同源性表明该序列为桔小实蝇的乙酰胆碱酯酯基因。 7.首次成功克隆出编码桔小实蝇钠离子通道基因和编码桔小实蝇GABA受体基因两个片段。扩增出1025bp编码桔小实蝇钠离子通道基因片段,抗高效氯氰菊酯品系AlR<,90>的该基因氨基酸序列有1个位点发生突变,为H273P,与其它昆虫相同基因的序列高同源性表明该序列为桔小实蝇的钠离子通道基因片段;扩增出1053bp编码桔小实蝇GABA受体基因5’端片段序列,抗阿维菌素品系AbR90与敏感品系的该片段的氨基酸相比没有位点发生突变,与其它昆虫相同基因序列高同源性表明该序列为桔小实蝇的γ—氨基丁酸基因片段。 以上的研究结果,从多方面揭示了桔小实蝇对杀虫剂抗性形成的规律和机理,为该虫的抗药性治理和持续控制提供了新的科学依据。

章玉苹

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桔小实蝇 抗性倍数 敌百虫 高效氯氰菊酯 阿维菌素

博士

农业昆虫与害虫防治

曾玲

2007

华南农业大学

中文

S4