斜纹夜蛾抗性监测及甲氧虫酰肼毒理学研究

斜纹夜蛾Spodoptera litura (Fabricius)是一种世界性分布的重要农业害虫,长期以来,国内外对斜纹夜蛾的防治主要依赖于化学杀虫剂,大量化学杀虫剂的频繁使用,使得斜纹夜蛾抗药性问题日益突出。新型昆虫生长调节剂甲氧虫酰肼对鳞翅目昆虫具有高度的选择毒性,并且对环境和非靶标生物安全,是目前替代有机磷和拟除虫菊酯类杀虫剂的理想品种。本文在测定斜纹夜蛾田间种群对多种杀虫剂敏感性的基础上,从生化水平对其抗性机制进行了探讨,并从亚致死效应、抗性风险评估、选择性作用机制等几个方面对甲氧虫酰肼的毒理学进行了初步研究。 采用浸叶法测定了江苏扬州、通州、泰兴斜纹夜蛾田间种群三龄幼虫对多种杀虫剂的抗药性。结果表明,与室内敏感种群相比,斜纹夜蛾田间种群对有机磷类杀虫剂的抗性倍数为4.8-12.5;对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性倍数为5.5-9.1;对氟铃脲、氟虫腈、甲氧虫酰肼、溴虫腈、甲胺基阿维菌素苯甲酸盐、氯虫苯甲酰胺处于敏感性下降阶段,而对茚虫威产生了低水平的抗性(RR=5.8-12.6)。 对斜纹夜蛾田间种群抗性机制的研究发现,与室内敏感种群相比,斜纹夜蛾田间种群多功能氧化酶活性显著提高,通州和泰兴种群酯酶活性显著提高,而谷胱甘肽S-转移酶活性没有显著变化;扬州种群乙酰胆碱酯酶Vmax值显著提高,是敏感种群的2.5倍;其他种群的Vmax值没有显著变化。斜纹夜蛾对有机磷与拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性可能与多功能氧化酶、酯酶、乙酰胆碱酯酶活性提高有关。 根据相对敏感种群毒力回归线求得LC10、LC30,利用混毒饲料法研究了甲氧虫酰肼对斜纹夜蛾的亚致死效应。结果表明,亚致死剂量甲氧虫酰肼能抑制斜纹夜蛾幼虫的生长发育,显著降低产卵量和孵化率。此外,研究还发现,亚致死剂量甲氧虫酰肼对斜纹夜蛾酯酶、多功能氧化酶和谷胱甘肽S-转移酶具有一定的诱导作用,与对照相比,LC10剂量甲氧虫酰肼处理斜纹夜蛾24 h后以及LC30剂量处理48 h和96 h后,酯酶活性显著提高;LC10剂量处理24 h后,多功能氧化酶活性显著提高;LC30剂量处理96 h后,谷胱甘肽S-转移酶活性显著提高。 在室内用甲氧虫酰肼对斜纹夜蛾进行了抗性选育,并研究了斜纹夜蛾对甲氧虫酰肼的抗性现实遗传力和抗性风险。结果表明,经过12代9次选育,斜纹夜蛾对甲氧虫酰肼抗性发展缓慢,与选育前相比敏感性降低3.95倍,斜纹夜蛾对甲氧虫酰肼的抗性现实遗传力为0.1199,在50%-90%的筛选压力下,要获得10倍抗性,需要约8-18代,表明斜纹夜蛾对甲氧虫酰肼产生抗性的风险有限。 通过对38种昆虫和12种其他动物EcR配体结合域(LBD)氨基酸序列的多重序列比对发现,鳞翅目与双翅目、其他昆虫及物种之间的氨基酸差异主要集中在3个氨基酸位点,分别对应于黑腹果蝇EcR(Genebank登陆号为AAF57278)510、511、531位氨基酸, 510、511位的氨基酸都位于第7α-螺旋,531位的氨基酸位于第8α-螺旋。进一步分析表明,这3个氨基酸差异可能与酰基肼类杀虫剂的选择性作用机制相关。应用邻接法(NJ)进行的聚类分析发现,同属于长翅总目的鳞翅目与双翅目、毛翅目、长翅目组成一个单系类群,支持率为100%,其中毛翅目、长翅目、双翅目聚于同一个分支,支持率为89%,而同为全变态昆虫的鞘翅目、膜翅目和捻翅目与同翅目、直翅目、网翅目和虱目等其它不完全变态昆虫聚为另一个单系类群。此外还发现,同属于同翅目的烟粉虱与桃蚜和豌豆蚜位于不同的分支上。