小菜蛾Btk抗性品系对四种Bt杀虫晶体蛋白抗性发展的研究

使用苏云金芽胞杆菌库斯塔克亚种（Btk）可湿性粉剂对小菜蛾进行继代汰选获得F₈₀代和F₁₀₀代抗性品系。通过分别测定Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1Ah和Cry1Ca四种杀虫晶体蛋白对小菜蛾Btk抗性品系F₈₀代和F₁₀₀代的室内毒力,明确了小菜蛾Btk抗性品系对四种Bt杀虫晶体蛋白抗性发展规律。研究结果表明,汰选至F₈₀代时,Cry1Ca对小菜蛾的毒力最高,LC₅₀约12.1 mg/L,其次为Cry1Ac,LC₅₀约47.7 mg/L;而汰选至F₁₀₀代时,仍以Cry1Ca对小菜蛾的毒力最高,LC₅₀约21.4 mg/L,其次为Cry1Ab,LC₅₀约72.2 mg/L。与相对敏感品系相比,小菜蛾抗性品系对Cry1Ac的抗性发展较快（抗性倍数高达67.3～106.8倍）,对Cry1Ab的次之（抗性倍数高达60.0～66.1倍）,而对Cry1Ca和Cry1Ah的抗性发展较慢（抗性倍数分别为3.4～6.0倍和1.6～2.5倍）。以上结果说明,在主效杀虫基因为Cry1Ac的Btk药剂选择压力下,小菜蛾对四种Bt杀虫晶体蛋白的抗性发展速度差异较大,且Cry1Ac和Cry1Ab存在交互抗性风险。     

二化螟Cry1Ac汰选品系对不同Bt蛋白的敏感性

为明确靶标害虫对Bt蛋白的抗性及对不同类型Bt蛋白的交互抗性,采用生物测定法进行了二化螟Chilo suppressalis(Walker)敏感品系和Cry1Ac汰选品系在Cry1Ac毒饲料上的时间-死亡率反应、对不同Bt杀虫蛋白的敏感性及不同Bt蛋白复配组合对二化螟毒力效果的研究。结果表明,二化螟Cry1Ac汰选品系已对36.67μg/mL(LC_(50))的Cry1Ac杀虫蛋白产生了一定的适应性,但对308.69μg/mL(LC90)的Cry1Ac蛋白反应仍较敏感。Cry1Ac敏感品系和汰选品系对Cry1Ab蛋白的LC_(50)分别为1.40μg/mL和3.86μg/mL,二者差异显著,但对Cry1Ca(1.63μg/mL和1.73μg/mL)或Cry2Aa(127.48μg/mL和144.50μg/mL)的LC_(50)差异不显著,即Cry1Ac汰选品系与Cry1Ab存在明显的交互抗性,但与Cry1Ca和Cry2Aa不存在交互抗性。在不同Bt蛋白复配组合中(1∶1复配),Cry1Ab+Cry1Ca、Cry1Ab+Cry2Aa和Cry1Ca+Cry2Aa增效作用最为显著。表明抗虫基因cry1Ca和cry2Aa可作为双价转基因抗虫水稻研发的候选基因。     

萝卜蚜对氰戊菊酯的抗药性汰选及其交互抗性

将田间采回的萝卜蚜种群分成两部分,一部分用氰戊菊酯连续汰选13次,另一部分不用药汰选,连续饲养作对照。汰选前及每汰选3～4次测定1次氰戊菊酯对两种群的毒力。结果表明,对照种群对氰戊菊酯的敏感性增加3.76倍,而汰选种群对该农药的抗药性与汰选前比较增长了163.25倍,与同期饲养对照种群比较,抗性已达613.62。该汰选种群对不含氟的溴氰菊酯和氯氰菊酯存在明显的交互抗性(分别达360.7和53.9倍),对含氟的三氟氯氰菊酯、氟氰菊酯和氟胺氰菊酯也存在交互抗性,但只有7倍左右;而对马拉硫磷、氧化乐果、杀螟松、久效磷和灭多威及菊马混剂没有表现出交互抗性,为进一步探讨萝卜蚜的抗药性治理措施提供了试验依据。     

室内药剂交替使用对西花蓟马抗药性发展的影响

分别单独使用毒死蜱、多杀菌素和两种农药交替使用连续处理西花蓟马(Frankliniella occidentalis)18代,采用浸渍法从第6至第18代每隔2世代测定3个汰选种群对毒死蜱和多杀菌素的敏感性.结果表明,毒死蜱和多杀菌素交替汰选种群比单一药剂连续汰选种群抗性上升趋势缓慢,F18代时交替使用汰选种群对毒死蜱和多杀菌素的抗性倍数分别为10.89倍和17.19倍,而毒死蜱单一汰选种群对毒死蜱的抗性倍数达到24.19倍,多杀菌素单一汰选种群对多杀菌素的抗性倍数达到20.78倍.因此,交替或轮换使用药剂可以延缓西花蓟马抗药性的发展.     

Bt杀虫蛋白对棉铃虫的抗虫毒力和增效作用

用 Bt杀虫蛋白 (ICP) Cry1A汰选的棉铃虫 (H elicoverpa armigera)抗性种群和同源对照种群分别测定了 4种不同类型 Bt ICP的抗虫毒力。结果表明 :4种杀虫蛋白对对照种群的毒力顺序为 :Cry1Ac>Cry1Ac+ 1C>Cry2 A>Cry1C;对抗性种群的毒力顺序为 :Cry1Ac+ 1C>Cry1Ac>Cry2 A>Cry1C,其中Cry1Ac+ 1C表现出对抗性种群有显著的协同增效作用。采用从 Bt液体发酵上清液中提取的增效粉 ,与Cry1Ac以 1∶ 1和 1∶ 2的比例混合 ,对 Cry1Ac有显著的增效作用 ,用抗性种群测定的增效比值明显大于对照种群 ,处理 5d的增效比值大于 14d的     

Cry1Ac抗性亚洲玉米螟对四种Bt蛋白的交互抗性

种Bt蛋白Cry1Ac、Cry1Ab、Cry1Ah和Cry1Ie对敏感品系ACB-BtS和抗性品系ACB-AcR的毒力,结果显示,ACB-AcR对Cry1Ah的相对抗性倍数达14.9倍,有显著的交互抗性;对Cry1Ab的相对抗性倍数为4.3倍,交互抗性水平较低;对Cry1Ie的相对抗性倍数为0.9,即无交互抗性.4种蛋白对抗、感品系的EC50表明,ACB-AcR品系对Cry1Ac蛋白产生了显著的抗性,相对抗性达到32.6倍,对Cry1Ah和Cry1Ab有低水平的交互抗性,而对Cry1Ie没有交互抗性.     

小菜蛾对阿维菌素B1抗药性选育及交互抗性

用阿维菌素B1（abamectin)对小菜蛾敏感种群在室内进行抗性品系选育。经过25代连续汰选，获得抗性种群Laba-R，与选育前比较，抗性提高100倍，La-ba-R种群在不接触任何药剂条件下饲养20代，抗性逐渐下降，很难恢复到选育前的敏感状态。抗性汰选前后分别测定10种药剂的剂量-死亡率毒力回归线，发现Laba-R抗性种群对乙酰甲胺磷、锐劲特、灭多威、敌敌畏不存在交互抗性；对溴氰菊酯、氯氰菊酯、杀虫双、巴丹和Bt的第三性略有下降，但无明显交互抗性。活性增效剂试验表明，增效醚（PBO）和磷酸三苯酯（TPP）对阿维菌素B1均有明显的增效作用，其中PBO的增效活性尤为显著，它能使对阿维菌素B1产生100多倍抗药性的小菜蛾完全恢复其敏感性，说明多功能氧化酶解毒代谢增强可能是小菜蛾对阿维菌素B1产生抗性的主导因素之一。     

棉铃虫对虫酰肼的抗药性汰选

以虫酰肼25～80μg/mL汰选棉铃虫种群26代,用两种生物测定方法对汰选后的棉铃虫种群测定其抗药性。以浸叶法测定的LC₅₀值汰选前为33.816 8μg/mL,汰选24代后达到914.181 3μg/mL,抗性指数为27.03倍,与对照种群的LC₅₀102.427 4μg/mL比较,校正抗性指数为8.93倍;用饲料混合法测定的LC₅₀值汰选前为73.8416μg/mL,汰选24代后达到833.027 8μg/mL,抗性指数为11.26倍,与对照种群的LC₅₀105.889 9μg/mL比较,校正抗性指数为7.87倍,表明棉铃虫汰选种群对虫酰肼的抗性水平呈现上升趋势。     

小菜蛾对阿维菌素B_1抗药性选育及交互抗性

用阿维菌素B_1(abamectin)对小菜蛾敏感种群在室内进行抗性品系选育。经过25代连续汰选,获得抗性种群Laba-R,与选育前比较,抗性提高100倍。Laba-R种群在不接触任何药剂条件下饲养20代,抗性逐渐下降,很难恢复到选育前的敏感状态。抗性汰选前后分别测定10种药剂的剂量-死亡率毒力回归线,发现Laba-R抗性种群对乙酰甲胺磷、锐劲特、灭多威、敌敌畏不存在交互抗性;对溴氰菊酯、氯氰菊酯、杀虫双、巴丹和Bt的敏感性略有下降,但无明显交互抗性。活体增效剂试验表明,增效醚(PBO)和磷酸三苯酯(TPP)对阿维菌素B_1均有明显的增效作用,其中PBO的增效活性尤为显著,它能使对阿维菌素B_1产生100多倍抗药性的小菜蛾完全恢复其敏感性。说明多功能氧化酶解毒代谢增强可能是小菜蛾对阿维菌素B_1产生抗性的主导因素之一。     

抗氰戊菊酯棉铃虫种群的抗性发展及交互抗性水平

通过室内选育的棉铃虫对氰戊菊酯的抗性发展和交互抗性水平测定表明，经２１次汰选后，棉铃虫Ｆｅ种群的抗性水平，由未汰选前的１６．８倍，上升到１４１．６倍，其中以Ｆ_ｅ１７到Ｆ_ｅ２１之间上升幅度较大，其间相差７６．５倍；当Ｆｅ种群对氰戊菊酯的抗性达１４１．６倍时，该种群对其他菊酯的抗性也达１８．９～１４６．７倍，大部分处在中抗～高抗水平，但对灭多威和甲基对硫磷敏感性仅为３．９和１．７倍     

几种常用化学杀虫剂对Bt菌株生长影响的初步研究

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）可产生多种杀虫活性物质,是一种应用最广泛的微生物杀虫剂。最近研究表明Bt对化学杀虫剂抗性害虫有较好的防治效果,并且与化学杀虫剂的联合使用可以提高杀虫效果,减少化学杀虫剂的用量。为了进一步设计更好的Bt与化学杀虫剂协同控害方案,本论文研究了不同亚种的Bt菌株与常用化学杀虫剂的兼容性。泛基因组分析表明不同亚种的Bt菌株在基因组成上有较大差异,说明Bt菌株对化学杀虫剂的反应可能会有所不同。进一步化学杀虫剂对Bt增殖影响分析结果显示,溴虫腈对大部分Bt测试菌株有抑制,说明Bt与化学杀虫剂协同使用时需要测定两者兼容性。高效氯氰菊酯对所有常用的防治鳞翅目害虫的Bt杀虫剂亚种类型库斯塔克亚种（Bt kurstaki,Btk）和鲇泽亚种（Bt aizawai,Bta）菌株影响都不大,可以进行协同使用;氯虫苯甲酰胺和茚虫威对Btk菌株HD1有一定抑制作用,定虫隆对其有较好的促进作用,说明HD1与定虫隆协同使用效果更好;茚虫威对Bta菌株G03影响较小,定虫隆对其有一定的抑制作用,氯虫苯甲酰胺对G03则有一定的促进作用,说明G03及其衍生菌株可以与氯虫苯甲酰胺、茚虫威协同使用。本研究结果说明Bt菌株对不同杀虫剂的敏感性是有差异的,可以通过筛选获得兼容性好的组合,为进一步制定Bt杀虫剂与化学杀虫剂配伍方案与协同使用技术提供了理论指导与数据参考,对实现化学农药减量施用具有重要的指导意义。     

两种不同化学农药抗性背景小菜蛾对BtCry1Ac蛋白敏感度的比较

为在小菜蛾防治中合理使用化学杀虫剂和生物农药Bt,探究了小菜蛾对化学农药的抗药性与其对Bt杀虫蛋白Cry1Ac的敏感度之间的关系。采用浸叶法测定了2个抗性背景不同的小菜蛾种群对9种常用杀虫剂和Cry1Ac蛋白的敏感度,通过比较敏感度差异,初步探索了小菜蛾对化学农药的抗药性和其对Cry1Ac蛋白敏感度之间的关系。结果表明:采自广东博罗县田间的小菜蛾种群(GDBL)对除Cry1Ac之外的9种常用杀虫剂,均已产生了不同程度的抗药性;而北京室内小菜蛾种群(BJNK),虽然对高效氯氰菊酯、阿维菌素、茚虫威、多杀菌素、溴虫腈具有抗性,对Cry1Ac在内的其他5种杀虫剂仍比较敏感。可见,对多种不同类型的杀虫剂产生了不同程度抗性的两个小菜蛾种群,对Cry1Ac蛋白仍处于敏感状态。由于小菜蛾对化学杀虫剂的抗性机制与其对Cry1Ac的抗性机制不同,小菜蛾对化学杀虫剂的抗药性与其对Cry1Ac的抗药性之间不存在交互抗性。因此,在田间可以通过加强Bt杀虫剂的使用来提高对多种化学杀虫剂产生抗性的小菜蛾的防治效果。     

小菜蛾对阿维菌素的抗性选育及交互抗性研究

用阿维菌素对小菜蛾进行室内抗性汰选,选择压为约杀死种群70％的剂量。连续施药7～8次即表现抗性趋势,汰选至11代,获得抗性指数为80.71的抗性种群(ABM-R)。ABM-R种群对所测试的有机磷杀虫剂乙酰甲胺磷、有机氯类的硫丹、沙蚕毒素类的杀螟丹、氨基甲酸酯类的灭多威、微生物杀虫剂Bt、磺胺脲类衍生物丁醚脲、芳基取代的吡咯杂环化合物虫螨腈和昆虫生长调节剂定虫隆、虫酰肼无交互抗性(R/S为0.73～1.19),而对苯基吡唑类氟虫腈的敏感性却有所上升(R/S为0.22)。增效剂试验显示,PB和唧对ABM-S种群无增效作用,而对ABM-R种群增效作用显著,增效比分别为24.57和13.61,表明多功能氧化酶和羧酸酯酶在抗性机制中可能起重要作用。     

入侵云南草地贪夜蛾种群对5种常用Bt蛋白的敏感性评价

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J. E. Smith)是原分布于美洲大陆热带和亚热带地区的一种重要玉米害虫。在当地,种植抗虫转基因玉米是防控草地贪夜蛾危害的主要手段。该虫于2019年1月入侵我国云南省,为明确入侵我国云南的草地贪夜蛾种群对常用Bt蛋白的敏感性水平,本文通过饲料表面涂抹法测定了瑞丽草地贪夜蛾幼虫对Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1F、Cry2Ab以及Vip3A等5种Bt蛋白的敏感性。结果表明:几种常用Bt蛋白对瑞丽草地贪夜蛾致死作用顺序为Vip3ACry1AbCry1FCry2AbCry1Ac,对草地贪夜蛾抑制生长发育的顺序为Cry1AbCry1FVip3ACry1AcCry2Ab。此外,与美国相对敏感种群比较,云南瑞丽草地贪夜蛾种群对Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1F、Cry2Ab和Vip3A的敏感性指标在0.28～3.76之间,表明该入侵种群对此5种Bt蛋白均未产生抗性。此研究可为将来建立以转Bt基因玉米作为防控草地贪夜蛾的技术体系提供依据。     

棉铃虫对甲氧虫酰肼抗性机理的初步研究

在室内通过抗性汰选和敏感性反汰选,获得了对甲氧虫酰肼抗性指数相差为72.61倍的棉铃虫Helicoverpa amigera(Hübner)抗性种群和敏感种群。通过增效试验和离体酶活性测定表明:棉铃虫对甲氧虫酰肼产生的抗药性主要与其多功能氧化酶(MFO)、全酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)活性的提高有关。     

草地贪夜蛾对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和虱螨脲的抗性风险评估

甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(甲维盐)和虱螨脲是目前生产上防治草地贪夜蛾的主要杀虫剂,为评估其抗性风险,以福建省草地贪夜蛾田间种群为研究对象,在实验室抗性汰选品系选育基础上,采用数量遗传学域性状分析法并结合交互抗性测定,进行草地贪夜蛾对上述两种杀虫剂的抗性风险评估。结果表明：非连续汰选11代和10代后,草地贪夜蛾对甲维盐(F₁₁)和虱螨脲(F₁₀)的抗性倍数分别达30.57倍和11.35倍;抗性现实遗传力分别为0.403和0.555,且前半段筛选的抗性遗传力都远大于后半段;药剂在室内对草地贪夜蛾致死率为50%～90%时,对甲维盐和虱螨脲抗性倍数上升10倍需要汰选8～15代和6～12代。交互抗性测定显示,甲维盐汰选品系对氯虫苯甲酰胺、虱螨脲、虫螨腈无交互抗性,对茚虫威和乙基多杀菌素存在一定交互抗性。虱螨脲汰选品系对氯虫苯甲酰胺、甲维盐、茚虫威、虫螨腈和乙基多杀菌素均无交互抗性。结果表明：草地贪夜蛾对甲维盐和虱螨脲存在快速产生抗性的风险,但可通过与无交互抗性药剂轮用来延缓抗性发展。     

单对汰选方法在加速抗高效氯氟氰菊酯棉铃虫品系汰选中的应用

通过设计杂合种群单对杂交方式,研究了加速获得抗性品系的方法。以高效氯氟氰菊酯群体汰选后抗性倍数为4.9倍的棉铃虫种群及其同源对照种群为材料,同时设置常规群体汰选方法与单对汰选方法,研究单对汰选方法在加速抗高效氯氟氰菊酯棉铃虫品系汰选中的作用。结果表明,群体汰选两代后抗性倍数由4.9倍提高到7.4倍, 而单对汰选两代后抗性倍数由4.9倍提高到27.3倍。表明在常规群体汰选中穿插几代单对汰选方法可明显加快棉铃虫种群对高效氯氟氰菊酯的抗性汰选进程。     

抗吡虫啉桃蚜种群的选育及其交互抗性研究

采用浸渍法,在室内用吡虫啉对桃蚜敏感种群进行抗性选育,经过15代的连续汰选,获得抗性指数为14.34倍的抗吡虫啉桃蚜种群。对9种常用杀虫剂的交互抗性测定结果表明,该种群对拟除虫菊酯类如高效氯氟氰菊酯(抗性指数12.76倍)和溴氰菊酯(10.24倍),有机磷类如氧乐果(7.95倍)、辛硫磷(5.44倍)和甲胺磷(5.32倍)以及吡虫啉·高效氯氰菊酯混剂(8.90倍)均产生了不同程度的交互抗性,而对氨基甲酸酯类如灭多威(3.15倍)、有机氯类如硫丹(1.64倍)以及阿维菌素·辛硫磷混剂(2.31倍)等无明显的交互抗性。     

粉纹夜蛾离体细胞对Bt Cry1Ac毒素的抗性发展及其交互抗性

以Cry1Ac活性毒素逐代筛选抗性粉纹夜蛾离体细胞BTI-TN-5B1,抗性发展速度呈S形曲线,经56代选择后,抗性比上升至1 280倍.在去除选择压力后,抗性比逐渐下降.低水平抗性细胞抗性衰退较快,而高水平抗性细胞抗性衰退较缓慢.抗性比衰退至1.5倍的细胞在复筛后抗性比恢复较快.抗性细胞对苏云金杆菌工程菌GC-91(Bt GC-91)、苏云金杆菌鲇泽亚种(B.t.awazai)和苏云金杆菌库斯塔克亚种(B.t.kurstaki)的复合毒素晶体的活性毒素都具有较高的交互抗性,但对农药无交互抗性,对杆状病毒的敏感性也没发生变化.     

黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性遗传规律及与其他蛋白的交互抗性

为转Bt作物抗性治理策略的有效实施提供依据，采用遗传杂交和毒力生测方法评价黏虫Mythimna separata Cry1Ab蛋白抗性品系对Cry1Ab蛋白的抗性显性度，明确调控抗性基因的位置和数目以及对Cry1F和Vip3Aa19蛋白的敏感性。结果显示，Cry1Ab蛋白对黏虫正交F₁代和反交F₁代的LC₅₀分别为15.30μg/g和12.91μg/g，抗性为常染色体调控；在浓度2.5～50.0μg/g范围内黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性显性水平随着浓度的变化而变化，即在2.5μg/g时黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性为不完全显性遗传，在50.0μg/g时黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性为不完全隐性遗传。黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性受多基因调控。另外，黏虫Cry1Ab抗性品系对Cry1F和Vip3Aa19蛋白未产生交互抗性，抗性倍数分别为0.9和1.1。