棉鈴蟲(Helicoverpa armigera)對多殺菌素的抗性機(jī)理及多殺菌素對其脅迫效應(yīng)研究.pdf

1、棉鈴蟲Helicoverpa armigera（Hübner）是北方棉區(qū)重要害蟲，即使Bt棉的廣泛種植依然不能使我們忽視其重要的害蟲地位。目前，棉鈴蟲已經(jīng)對多種藥劑產(chǎn)生抗性，也為該蟲的防治帶來重重困難。多殺菌素是由土壤放線菌-刺糖多孢菌（Saccharopolyspora spinosa）經(jīng)有氧發(fā)酵后產(chǎn)生的胞內(nèi)次級代謝產(chǎn)物。自1997年注冊登記以來，如今已經(jīng)在37個國家150多種作物上用于鱗翅目等害蟲的防治。其獨特的作用機(jī)理獲得了廣大用

2、戶的好評，也使之成為抗性治理策略中的潛力藥劑。為了探討棉鈴蟲對多殺菌素的抗性發(fā)展規(guī)律、抗性風(fēng)險及抗性機(jī)理，我們篩選了抗多殺菌素的棉鈴蟲品系并進(jìn)行了相關(guān)的研究。研究結(jié)果如下：
　　 1、抗多殺菌素棉鈴蟲品系的室內(nèi)篩選及抗性風(fēng)險評估
　　 以泰安田間種群為起始種群，用多殺菌素進(jìn)行抗性選育。在篩選前期（1-7代），抗性發(fā)展緩慢，僅達(dá)到原來的3.4倍。從第9代開始抗性迅速增長，經(jīng)過15代的篩選后，抗性達(dá)到24.1倍，屬于中抗水平

3、；經(jīng)過多殺菌素篩選后，棉鈴蟲對毒死蜱、滅多威、氰戊菊酯、阿維菌素和蟲螨腈的敏感性并沒有顯著變化（LD99水平），表明多殺菌素與所測定的五種藥劑沒有產(chǎn)生交互抗性；對多殺菌素抗性和敏感品系進(jìn)行生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，抗性品系種群存活率下降50％左右，種群發(fā)育時間延長4-5天，單雌產(chǎn)卵量僅為敏感品系的一半，凈增殖率（R0）和內(nèi)稟增長率（rm）分別為敏感品系的25.35％和65％。
　　 本研究結(jié)果表明，棉鈴蟲對多殺菌素的抗性發(fā)展比較緩慢，但仍

4、具有產(chǎn)生中等抗性的風(fēng)險。交互抗性問題并不能顯著影響多殺菌素對棉鈴蟲的防效，多殺菌素仍是治理抗性棉鈴蟲的合理有效的輪用藥劑。多殺菌素在棉鈴蟲種群上會產(chǎn)生抗性代價，在多殺菌素缺失的情況下，這有利于抗性種群的敏感性恢復(fù)。因此，田間實行藥劑輪用，間斷性暫停多殺菌素的使用，對延緩多殺菌素抗性有著重要意義。
　　 2、棉鈴蟲對多殺菌素的抗性機(jī)理研究
　　 以多殺菌素抗性和敏感品系為研究對象，采用增效試驗、酶學(xué)測定及基因分析方法，發(fā)現(xiàn)

5、PBO和TPP都能夠明顯降低棉鈴蟲對多殺菌素的抗性，抗性比分別降低到原來的31.8％和68.0％，而增效劑DEM對抗多殺菌素試蟲的抗藥性沒有顯著影響；抗性試蟲細(xì)胞色素P450氧脫甲基活性是敏感試蟲的8.26倍，羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶分別為1.02和1.04倍；CYP6AE14基因在抗性品系中過量表達(dá)，是相對敏感品系的7.73倍，其次是CYP9A12、CYP9A18、CYP6B2和CYP6B7基因在抗性品系中的表達(dá)量是敏感品系的2

6、.45-3.53倍，CYP6AE12在兩個品系中的表達(dá)量幾乎一致，而CYP9A14和CYP6B6在抗性品系中的表達(dá)量降低，僅為敏感品系的0.87和0.70倍。這些結(jié)果表明細(xì)胞色素P450氧脫甲基酶的活性增強是棉鈴蟲對多殺菌素產(chǎn)生抗性的重要機(jī)制。進(jìn)一步而言，CYP6AE14基因是多殺菌素抗性形成的關(guān)鍵基因，CYP9A12、CYP9A18、CYP6B2和CYP6B7也很可能是作為輔助因子推動抗性的發(fā)展。因此，在田間適當(dāng)選用PBO作為增效劑可

7、以提高多殺菌素對棉鈴蟲的毒力，延緩其抗性的發(fā)展。
　　 3、多殺菌素對棉鈴蟲生長發(fā)育及其解毒酶活性的影響
　　 通過測定棉鈴蟲在多殺菌素作用下的生物學(xué)特征、解毒酶活性及解毒酶基因轉(zhuǎn)錄方面的變化，從而更好地理解抗性代價的形成、抗性發(fā)生的原因和發(fā)展特性。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，試驗濃度下的多殺菌素對棉鈴蟲不僅僅具有致死效應(yīng)（增加幼蟲死亡率；降低化蛹率、羽化率及孵化率）還具有亞致死效應(yīng)（降低蟲重、蛹重；延長幼蟲期、預(yù)蛹期、蛹

8、期；縮短成蟲期；降低單雌產(chǎn)卵量），通過這些影響來改變棉鈴蟲種群密度及發(fā)展動態(tài)。
　　 在試驗濃度下，多殺菌素能夠明顯誘導(dǎo)棉鈴蟲P450氧脫甲基酶活性增強，這種誘導(dǎo)效應(yīng)與濃度呈正相關(guān)。在處理48 h后，多殺菌素最高可以誘導(dǎo)P450氧脫甲基酶比活力達(dá)到原來的5.8倍。然而，在相同的濃度下，多殺菌素對羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶的比活力都沒有明顯的影響。
　　 通過接觸試驗發(fā)現(xiàn)，多殺菌素可以顯著誘導(dǎo)CYP6AE14的表達(dá)，處

9、理組是對照組的4.15倍。其次是CYP6B2、CYP6B7、CYP9A12和CYP9A18基因，也分別被誘導(dǎo)3.32、2.79、2.6和2.07倍。CYP9A14和CYP6B6基因沒有被誘導(dǎo)增加，反而被抑制。
　　 以上結(jié)果都表明，單次誘導(dǎo)和多次篩選后對種群生物學(xué)特性、酶學(xué)特性及基因表達(dá)的影響趨勢是一致的，存在著一定的關(guān)系，這說明誘導(dǎo)在抗性形成的過程中起到一定的作用，是抗性形成的一種方式。從量上來看，多次篩選后的改變并不是單次誘

10、導(dǎo)簡單的相加，在失去藥劑的情況下，這種誘導(dǎo)效應(yīng)很可能會恢復(fù)到正常水平，這也證實了棉鈴蟲對多殺菌素的抗性發(fā)展緩慢的原因。
　　 4、次生物質(zhì)與多殺菌素聯(lián)合作用
　　 在試驗濃度下，與次生物質(zhì)（棉酚、單寧、槲皮素）或Bt沒有顯著改變多殺菌素對棉鈴蟲生物學(xué)特性的影響（如降低化蛹率、蛹重；延長幼蟲期、蛹期；降低繁殖力）。這些結(jié)果表明，寄主植物中次生物質(zhì)和Bt對多殺菌素亞致死效應(yīng)的影響不大從生物學(xué)的角度來看，次生物質(zhì)對多殺菌素的影