灰飛虱對吡蟲啉抗性的生理生化及分子機制研究.pdf

1、灰飛虱Laodelphaxstriatellus(Fallén)屬半翅目、飛虱科，主要分布于從菲律賓至西伯利亞一帶的亞洲稻區(qū)和歐洲的溫帶地區(qū)?；绎w虱主要危害水稻，其次還有玉米和小麥，除以成蟲、若蟲刺吸危害外，還是傳播多種植物病毒病的重要媒介。近年來，灰飛虱在江蘇、浙江、安徽及山東等地區(qū)頻繁暴發(fā)，給水稻的穩(wěn)產、高產造成嚴重影響。目前，化學防治仍然是控制灰飛虱的主要措施，但是由于灰飛虱抗藥性問題日益突出，使化學防治面臨著一定的困難。因此，必

2、須加強對灰飛虱的抗性治理，延緩其抗性的進一步發(fā)展，提高現(xiàn)有農藥品種的防治效果。而明確殺蟲劑的抗性機制是害蟲抗性治理的前提。本文在室內篩選了灰飛虱對吡蟲啉的抗、感品系;系統(tǒng)地研究了灰飛虱對吡蟲啉的抗性生化和分子生物學機理，為更好地進行灰飛虱抗性治理提供科學依據(jù)。
　　一、灰飛虱抗吡蟲啉品系的篩選及生化機理研究
　　以2010年采自江蘇建湖的田間灰飛虱種群為起始種群，通過室內24代連續(xù)用吡蟲啉進行抗性篩選和不接觸藥劑隔離飼養(yǎng)，分

3、別獲得了抗性為13.99倍的相對抗性品系JH-R和相對敏感品系JH-S。隨后利用JH-S和JH-R品系的試蟲，測定并比較了抗、感品系間多功能氧化酶(MFO)、谷胱甘肽-S-轉移酶(GST)和酯酶(Estersae)的酶活差異。結果顯示:抗性品系的MFO活力是敏感品系的1.88倍，差異顯著;GST活力在抗性和敏感品系間沒有顯著差異（0.96倍），而抗性品系的EST活力雖明顯高于敏感品系（1.19倍），但統(tǒng)計上也沒有差異。進一步的增效劑試驗

4、表明，三種增效劑在敏感品中對吡蟲啉均沒有顯著的增效作用，增效比小于1.20。但在抗性品系中，除GST抑制劑DEM(1.11)外，MFO和酯酶的抑制劑PBO(1.70)和TPP(1.31)均有顯著的增效作用。由此表明，在灰飛虱JH-R品系對吡蟲啉的代謝抗性中，MFO解毒代謝能力的提高發(fā)揮了主要作用，EST的作用較小，GST可能在灰飛虱的吡蟲啉抗性中沒有明顯的作用。
　　二、灰飛虱吡蟲啉抗、感品系不同細胞色素P450基因表達量分析

5、r>　　利用已克隆驗證的57條P450基因片段，設計特異引物，對灰飛虱抗.感品系試蟲的P450基因表達量進行分析。通過半定量PCR發(fā)現(xiàn)，與敏感品系相比，CYP4C71v2、CYP4C72、CYP6AY3v2和CYP353D1v2四個基因在抗性品系中的表達量明顯比在敏感品系中高。進一步利用實時定量PCR分析證實，CYP4C71v2、CYP4C72、CYP6AY3v2和CYP353D1v2基因在吡蟲啉抗性品系中表達量分別升高了1.67、7.

6、96、8.94和1.82倍，統(tǒng)計差異顯著，結果與半定量PCR一致。這些結果表明，過量表達的CYP4C71v2、CYP4C72、CYP6AY3v2和CYP353D1v2四個基因可能在吡蟲啉抗性中發(fā)揮著重要的作用，半定量PCR是高通量篩選抗性相關代謝解毒酶基因的快速有效方法。
　　三、吡蟲啉對灰飛虱不同細胞色素P450基因的誘導作用分析
　　以建湖敏感品系為材料，運用半定量PCR技術，對吡蟲啉誘導前后的灰飛虱不同P450基因的表

7、達量進行對比分析。結果發(fā)現(xiàn)用LD25劑量的吡蟲啉誘導處理后4h，灰飛虱CYP4C71、CYP4C71v2和CYP439A1v3三個基因的相對表達量明顯上調。進一步對HX、JH、JH-S和JH-R四個灰飛虱品系的上述三個基因進行定量分析，結果顯示，CYP4C71、CYP4C71v2和CYP439A1v3三個基因在不同灰飛虱品系中均可被吡蟲啉誘導，且在吡蟲啉抗性灰飛虱品系中的誘導效應最明顯。這表明，CYP4C71、CYP4C71v2和CYP