摘要
新烟碱类杀虫剂由于其独特的作用机理一直在害虫防治过程中发挥着重要的作用。但经过多年的杀虫剂压力选择，田间大量的害虫种群已经对其产生了不同水平的抗性。本研究以棉蚜为研究对象，探究了棉蚜对两种重要的新烟碱类杀虫剂吡虫啉和噻虫嗪的抗性产生机制，以期寻找到延缓田间棉蚜种群对新烟碱类杀虫剂产生抗性的方法。 细胞色素P450（CytochromeP450,P450）是昆虫体内解毒代谢重要酶系之一，其广泛表达于昆虫的脂肪体、中肠、马氏管、神经系统和触角等组织器官中。本论文通过增效剂实验以及转录组测序的方式，初步判断棉蚜P450基因可能参与棉蚜对吡虫啉和噻虫嗪抗性的形成，随后运用转基因果蝇技术和RNA干扰技术探究P450在棉蚜对吡虫啉和噻虫嗪抗性中的作用。 本研究中，实验室敏感品系棉蚜（SS）与山东田间品系棉蚜（SDR）的生物测定结果表明，SDR对吡虫啉和噻虫嗪具有较高水平抗性；而在P450抑制剂-胡椒基丁醚（PiperinylButoxide,PBO）的共处理下，SDR的抗性水平显著下降，表明棉蚜P450可能与其对吡虫啉和噻虫嗪的抗性形成有关。经过转录组分析，发现大多数候选差异基因被富集在P450解毒代谢的途径中，而后筛选出18个P450基因表达量在抗性品系棉蚜中上调，可能与吡虫啉和噻虫嗪抗性相关。利用GAL4/UAS系统在转基因果蝇中过表达这18个P450基因并进行功能验证。转基因果蝇生物测定结果表明，CYP6CY9、CYP6CZ1、CYP6DB1、CYP4CK1、CYP6CY22、CYP6CY18在果蝇中超量表达均显著提高其对吡虫啉和噻虫嗪的抗药性，其中Act5C＞CYP6CY9系和Act5C＞CYP6DB1品系对吡虫啉和噻虫嗪均具有超过7倍的抗性，Act5C＞CYP6CY9系对噻虫嗪抗药性提高24.03倍，对吡虫啉抗药性提高10.24倍。结合果蝇生物测定结果，选择转基因果蝇中对吡虫啉和噻虫嗪耐受性较高的P450基因进行RNA干扰实验，结果表明，抑制CYP4CK1、CYP6CY9、CYP6CY18、CYP6CY22、CYP6CZ1和CYP6DB1在SDR抗性棉蚜表达后，其死亡率均显著提高20%以上。 综上，对SDR品系P450基因功能研究表明，P450参与了棉蚜对吡虫啉和噻虫嗪的解毒作用，且CYP4CK1、CYP6CY9、CYP6CY18、CYP6CY22、CYP6CZ1和CYP6DB16个P450基因在棉蚜对吡虫啉和噻虫嗪抗性产生过程中发挥着重要的作用。
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