多杀菌素亚致死浓度对小菜蛾解毒酶系活力的影响

采用多杀菌素亚致死浓度,以浸叶法分别处理小菜蛾Plutella xylostella (L.)敏感种群(SS)和亚致死选育种群 的3龄幼虫,分别测定饲喂处理6、12、24、48和72 h后小菜蛾体内羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽S-转移酶(GST) 和多功能氧化酶(MFOs)的活性,分析了酶活性的变化动态。结果表明,SS种群小菜蛾CarE的活性在不同时间段波动较大,经多杀菌素处理后,开始时段比活力增加,随着处理时间的延长,比活力逐渐被抑制,Sub-SS种群的GarE活力高于SS种群;多杀菌素对GST具有明显的诱导作用,亚致死浓度处理后GSTs比活力呈上升趋势,且具有一定的时间效应;对细胞色素P450酶系的O-脱甲基酶活性具有明显的抑制作用,多杀菌素亚致死浓度连续处理5代后,该酶活性更低。     

低剂量乙基多杀菌素对小菜蛾解毒酶的影响

为探讨低剂量乙基多杀菌素对小菜蛾Plutella xylostella（L.）解毒酶的影响,采用叶片浸渍法,测定了乙基多杀菌素和多杀菌素对小菜蛾敏感种群的毒力,并比较了低剂量（LC25和LC50）处理6、12、24、48和72 h时小菜蛾体内羧酸酯酶（CarE）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）和多功能氧化酶系（MFOs）活性的变化动态。结果表明:乙基多杀菌素对小菜蛾的杀虫活性优于多杀菌素,处理48 h后其LC25和LC50浓度分别为0.018和0.048 mg/L,经此低剂量浓度处理后,小菜蛾CarE活性波动较大,6~24 h,处理组CarE活性高于对照组,且均呈先升后降趋势,24~72 h,处理组CarE活性均低于对照组,并且具有一定的时间效应;对GST具有明显的诱导作用,GST活性均高于对照组;对MFOs具有明显的抑制作用,除在48 h时相差不大外,其他时间MFOs活性均显著低于对照组。结果表明,GST可能参与了乙基多杀菌素在小菜蛾体内的代谢。     

亚致死浓度氯虫苯甲酰胺对小菜蛾药剂敏感度和解毒酶活性的影响

采用叶片药膜法,使用亚致死浓度(LC10、LC25)的氯虫苯甲酰胺对小菜蛾Plutella xylostella(L.)3龄幼虫连续处理5代后,试虫对氯虫苯甲酰胺的敏感度分别比敏感品系下降了57.3% 和67.7%,同时对多杀菌素的敏感度也分别下降了60.2% 和51.5%,但对毒死蜱和高效氯氰菊酯的敏感度变化不明显。采用该浓度的氯虫苯甲酰胺分别处理小菜蛾3龄幼虫24、48和72 h,可诱导其羧酸酯酶(CarE)比活力上升,但对细胞色素P450 O-脱乙基酶(ECOD)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和芳基酰胺酶(AA)有明显的抑制作用;连续处理5代后,小菜蛾CarE和ECOD的比活力显著高于对照组,分别为对照组的1.16、1.40倍和1.65、1.56倍,但GSTs和AA的比活力则分别比对照下降了11.0%、27.5%和43.6%、52.5%。结果表明,小菜蛾对氯虫苯甲酰胺产生抗性的风险较高;羧酸酯酶和多功能氧化酶可能与小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的敏感度下降有关。     

甲氧虫酰肼对棉铃虫解毒酶活力的亚致死效应研究

采用亚致死剂量(LC40浓度)的甲氧虫酰肼处理棉铃虫抗甲氧虫酰肼种群(R)和同源敏感种群(S)3龄初幼虫48 h,测定了3～6龄期幼虫体内多功能氧化酶(MFO)、酯酶(EST)和谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)的比活力变化。结果发现:经亚致死剂量甲氧虫酰肼处理后,S种群EST比活力除4龄幼虫外均有所升高,且仅在3龄期升高明显;GSTs比活力在5龄幼虫体内显著升高,其他龄期无明显变化;MFO比活力在6龄幼虫体内表现为降低,其他龄期无显著变化。对于R种群,3龄和6龄幼虫体内EST比活力显著降低,各龄期的GSTs和MFO比活力均显著降低。空白对照R种群3～6龄期幼虫的GSTs比活力均高于S种群;EST比活力仅3龄幼虫显著高于S种群;MFO的比活力仅5龄幼虫显著高于S种群。研究表明:棉铃虫对甲氧虫酰肼的抗性与GSTs比活力增大关系较为密切;LC40浓度的甲氧虫酰肼可诱导敏感种群EST和GSTs活力升高,而使抗性种群3种酶的活力受到抑制。     

甲氨基阿维菌素苯甲酸盐亚致死剂量对不同敏感性棉铃虫解毒酶活性的影响

室内用甲维盐对棉铃虫选育20代,获得敏感性降低2.32倍的汰选种群(RP20)。分别采用甲维盐对同源对照种群(CP)和RP20的亚致死浓度LC25对应处理两种群的3龄初幼虫48 h,测定试虫在3~6龄不同龄期内羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽S 转移酶(GST)活性,分析酶活性变化动态。结果表明,(1)两种群(CP和RP20)均随龄期的增长,CarE比活力显著增大,而GST比活力先降低后趋于稳定。(2)CK处理下,RP20与CP相比,CarE比活力在3~6龄均增大且4~6龄差异显著,而GST比活力变化较小,仅3龄和6龄显著增大。(3)与CK处理相比,甲维盐LC25处理,两种群各龄期CarE比活力均增大,且CP试虫在4龄、6龄GST比活力显著增大,在3龄、5龄无显著差异,而RP20的3龄幼虫体内GST比活力被显著抑制,在4~6龄GST比活力无明显变化。初步判断,棉铃虫对甲维盐敏感性降低与CarE比活力增大有关;甲维盐亚致死剂量对棉铃虫CarE活性具有一定的诱导作用。     

高效氯氰菊酯亚致死浓度对桃小食心虫成虫体内解毒酶活性的影响

为研究高效氯氰菊酯亚致死浓度对桃小食心虫Carposina sasakii Matsumura雌、雄蛾体内解毒酶活性的影响,采用药膜法,以LC10、LC20和LC40浓度的高效氯氰菊酯处理桃小食心虫成虫24 h,分别测定药剂压力解除后0、6、12和24 h桃小食心虫雌、雄蛾体内细胞色素P450单加氧酶7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶（ECOD）、羧酸酯酶（CarE）和谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）的活性,并分析其动态变化。结果表明:与对照相比,高效氯氰菊酯LC10浓度处理能抑制桃小食心虫成虫的ECOD比活力,且随处理浓度增加,高效氯氰菊酯对ECOD活性的诱导作用逐渐体现,LC40浓度处理组ECOD活性显著高于对照;此外,LC20和LC40浓度处理组可诱导桃小食心虫雄蛾CarE和GSTs比活力的增加,但对于雌蛾则结果相反。当药剂压力解除后,随着处理时间的延长,成虫体内ECOD、CarE和GSTs活性总体表现为先增加后降低,而药剂浓度越高对其解毒酶的诱导或抑制作用越显著,且存在一定性别差异。研究显示,从短期响应来看,桃小食心虫雌、雄蛾体内的3种解毒酶在高效氯氰菊酯亚致死浓度胁迫后均表现较为活跃,酶活性呈现出先增加后降低的动态变化。由于雌、雄蛾个体的生理机能以及对药剂敏感性的差异,这种生理响应机制存在一定的剂量和性别差异。     

氯虫苯甲酰胺亚致死剂量对棉铃虫生长发育和解毒酶活性的影响

在室内采用培养基混药法测定氯虫苯甲酰胺亚致死剂量(LC10、LC25和LC50)对棉铃虫生长发育和体内3种解毒酶系的影响。结果表明:各剂量处理3龄幼虫48h后饲养,各处理组当代(F0)3～6龄幼虫历期均比对照组延长0.2～3.8d,但成虫平均历期比对照组缩短0.8～2.5d,子代(F1)1～6龄幼虫历期均比对照组延长0.2～2.6d,成虫平均历期比对照组缩短0.1～0.5d;各剂量处理后,各处理组F0代3～6龄幼虫和蛹的体重、F1代4～6龄幼虫和蛹的体重均比对照组减轻,且剂量越大,体重减轻越显著;各处理组F0代种群趋势指数分别比对照组下降了16.27%、58.51%和71.17%,F1代分别下降了13.66%、52.61%和66.63%;各处理组F0代3～6龄幼虫体内的羧酸酯酶(CarE)和细胞色素P450O-脱乙基酶(P450-ECOD)比活力均高于对照组,其中6龄幼虫这两种酶比活力分别比对照组提高了5%～16%和23%～66%,但各处理组谷胱甘肽硫转移酶(GSTs)比活力均低于对照组,其中6龄幼虫GSTs比活力分别比对照组降低了16.23%、58.51%和71.17%。表明在LC10～LC50剂量范围内,氯虫苯甲酰胺处理棉铃虫3龄幼虫的亚致死剂量越高,其生长发育受抑制越显著,P450-ECOD和CarE比活力上升越高,GSTs比活力下降也越大。     

土耳其斯坦叶螨对杀螨剂的抗性选育及解毒酶活力变化

为探索土耳其斯坦叶螨的抗药性及其生化机理,在室内对敏感系土耳其斯坦叶螨分别用螺螨酯、甲氰菊酯和阿维菌素逐代处理,选育出抗性种群。结果表明,选育至15代,土耳其斯坦叶螨对螺螨酯、甲氰菊酯和阿维菌素的抗性指数分别达到268.63、37.98和112.68倍。分别测定敏感品系(SS)、抗螺螨酯(RS)、抗甲氰菊酯(RF)、抗阿维菌素(RA)品系的解毒酶活性显示,3种不同抗性品系相对SS品系的羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和多功能氧化酶(MFO)的比活力均有不同程度的提高,差异均达到显著水平(P0.05)。其中,RF品系的MFO比活力上升最快,是SS品系的12.7倍;RA品系的MFO比活力次之,是SS品系的5.76倍;RS品系的3种解毒酶比活力均增长较慢,其中CarE比活力上升最慢,是SS品系的1.31倍。由此表明,CarE、GSTs、MFO的活性增大可促进土耳其斯坦叶螨对3种杀虫剂的抗性形成;螺螨酯的抗性增强可能与CarE关系甚微;MFO活性的增加可能与甲氰菊酯抗性升高密切相关;GSTs、MFO的活性升高可能是土耳其斯坦叶螨对阿维菌素产生抗性的主要原因。     

亚致死剂量甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对棉铃虫生长发育的影响

以甲维盐亚致死剂量LC25连续筛选棉铃虫10代获得一个亚致死种群（Sub10）,用Sub10和同源对照种群（CP）研究甲维盐对棉铃虫的亚致死效应。亚致死剂量（LC25）处理CP和Sub10 3龄初幼虫,CP幼虫的生长抑制率为61.24%,显著大于Sub10的36.23%。亚致死剂量处理种群与空白对照相比,以及Sub10与CP相比,前者均表现为生长发育延缓,蛹期延长,但蛹重、产卵量和卵孵化率无显著差异。亚致死剂量处理后,CP的净生殖率（R0）、内禀增长率（rm）、周限增长率（λ）分别由385.60、0.21、1.23降低至91.86、0.15、1.16,平均世代时间（T）和种群倍增时间（Dt）分别由28.24天和3.29天延长至29.93天和4.64天;而Sub10仅rm显著降低、T显著延长。说明甲维盐亚致死剂量对棉铃虫生长、繁殖有不利影响。     

多杀菌素低剂量处理西花蓟马对药剂敏感性的影响

用低剂量多杀菌素继代处理西花蓟马(Frankliniella occidentalis)40多代后,测定了处理种群对其他5种不同类型杀虫剂的敏感性。结果表明,西花蓟马用多杀菌素LC25的浓度继代处理,对多杀菌素的敏感性逐渐下降。处理47代后,该种群的LC50是敏感种群的6.7倍,达到了低水平抗性。在第41代,当处理种群对多杀菌素的敏感性下降为敏感种群的5.19倍时,对阿维菌素和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的敏感性也下降,分别为敏感种群的2.68倍和2.92倍。     

多杀霉素亚致死浓度对棉铃虫幼虫生理及代谢的影响

为明确田间使用多杀霉素亚致死浓度对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫的影响,用含多杀霉素亚致死浓度LC₂₅的人工饲料持续饲喂棉铃虫3龄幼虫,并对饲喂后其体重、取食量、累计蛹化率、蛹发育历期和蛹重等生长发育及脂肪体内甘油三脂（triglyceride,TG）含量和相关基因SREBP、FAS和HSL表达情况进行测定。结果表明,多杀霉素对棉铃虫的亚致死浓度LC₂₅为0.21 mg/kg;多杀霉素亚致死浓度处理4~6 d后,棉铃虫3龄幼虫体重分别为0.065、0.263和0.329 g,较对照显著降低;处理6 d后,其取食量为0.082 g,较对照显著降低;处理4~7 d后,其累计化蛹率分别为60.90%、63.20%、65.50%和65.50%,较对照显著降低。多杀霉素亚致死浓度处理后,棉铃虫蛹发育历期由对照9.89 d显著延长至10.74 d,单头蛹重为0.274 g,显著低于对照的0.324 g;其脂肪体TG含量较对照显著降低。多杀霉素亚致死浓度处理24~72 h后,参与脂肪酸合成信号通路中重要基因SREBP和FAS的相对表达量较对照均显著下调,而参与脂肪代谢的重要基因HSL则较对照显著上调。     

联苯肼酯亚致死质量浓度对二斑叶螨Tetranychus urticae解毒酶系的影响

为明确联苯肼酯对二斑叶螨Tetranychus urticae体内解毒酶系的影响,采用叶片浸渍法测定联苯肼酯对二斑叶螨的亚致死质量浓度LC₁₀和LC₃₀,用这2种浓度分别处理二斑叶螨,并测定60 h内二斑叶螨体内谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase,GST）、羧酸酯酶（carboxylesterase,CarE）和多功能氧化酶（multifunctional oxidase,MFO）的比活力,以及米氏常数K_m及最大反应速率v_max的变化。结果显示,经LC₁₀和LC₃₀剂量处理二斑叶螨后,其体内CarE、GST和MFO的活性在6~60 h均受到明显诱导。其中,GST和MFO的比活力在12 h最大,分别为对照的1.25倍、1.60倍和1.63倍、1.84倍,CarE的比活力在48 h最大,为对照的1.27倍和1.37倍;与对照组相比,CarE的K_m显著减小,v_max显著升高,而GST和MFO的K_m显著增大,v_max显著减小。表明3种酶均参与了二斑叶螨对联苯肼酯的解毒代谢,其中CarE与底物的亲和力最大,反应速率最快,其对联苯肼酯的解毒代谢起主导作用。     

虱螨脲亚致死浓度对小菜蛾保护酶系和解毒酶系活力的影响

为阐明虱螨脲对小菜蛾亚致死效应的生化机制,采用室内生物测定法测定了LC_(10)和LC_(25)亚致死浓度处理小菜蛾3龄幼虫1、6、12、24、48和72 h后其体内保护酶系和解毒酶系的活力变化。结果表明:虱螨脲LC_(10)处理对小菜蛾幼虫体内超氧化物歧化酶(SOD)活力表现为早期诱导、后期抑制的作用,而对过氧化物酶(POD)则表现为先抑制后诱导的作用,对过氧化氢酶(CAT)仅在72h时具有诱导作用;LC_(25)处理对SOD表现为诱导-抑制-诱导-抑制的作用,对POD具有抑制作用,而对CAT具有诱导作用。经虱螨脲亚致死浓度处理后,小菜蛾幼虫体内酯酶和多功能氧化酶活力被明显抑制,且基本表现为浓度越高抑制作用越强;而谷胱甘肽S-转移酶(GST)活力仅在处理后1 h被诱导,之后被显著抑制。表明虱螨脲进入小菜蛾幼虫体内后,初期可诱导SOD、CAT和GST活力升高,以适应外界毒害的影响;但随着时间的延长,3种解毒酶活力被抑制,使其难以代谢,从而增强了对小菜蛾的毒性。     

Resistance selection and mechanisms of oriental tobacco budworm (Helicoverpa assulta Guenee) to indoxacarb

The oriental tobacco budworm, Helicoverpa assulta, is one of the most destructive pests for numerous commercial crops, and these organisms are responsible for enormous economic losses in Chinese agriculture. Insect larvae often feed within host plant fruits, providing protection from many currently used insecticides and making field control of H. assulta very difficult. Owing to its novel mode of action, high insecticidal activity, and low mammalian toxicity, the nonsystemic insecticide indoxacarb has been considered a promising alternative for the control of lepidopterous pests of agricultural significance. Indoxacarb evidences an elevated insecticidal activity against H. assulta. After 13 generations of selection with indoxacarb and bifenthrin insecticides under laboratory conditions, the LC₅₀ of these compounds for H. assulta increased by 4.19-fold and 10.67-fold, respectively. The synergists diethyl maleate (DEM) and triphenyl phosphate (TPP) increased indoxacarb toxicity by 2.76-fold and 4.10-fold in resistant strains and, comparatively, 1.58-fold and 1.75-fold in susceptible strains, suggesting that carboxylesterase (CarE) and glutathione-S-transferases (GSTs) may be involved in the development of indoxacarb resistance in H. assulta. Activity and kinetic parameters observed in detoxification enzymes further demonstrated that the enhanced activity of CarE and GSTs may be critical in development of indoxacarb resistance in H. assulta. The data provides a foundation for further study of the indoxacarb resistance mechanism observed in H. assulta and the rational use of indoxacarb as a rotation insecticide with other insecticide classes for the control of H. assulta.     

Residual activity of spinosad applied as a soil drench to tomato seedlings for control of Tuta absoluta

BACKGROUND

Tuta absoluta (Lepidoptera: Gelechiidae) is difficult to control by means of foliar insecticides, partly because of the endophytic feeding behavior of its larvae. The biopesticide spinosad is applied as a foliar spray for control of T. absoluta and has systemic properties when applied as a soil drench to the growing medium of tomato plants. The aims of this study were to determine the: (i) instar-dependent tolerance of larvae to spinosad; (ii) efficacy of spinosad drench application for the control of larvae; (iii) residual period of systemic activity of spinosad in leaves and fruit after drenching; and (iv) effect of spinosad drenching on tomato plant growth parameters.

RESULTS

The estimated LC₅₀ value (Lethal Concentration at which 50% of the larvae died) differed between instars. The LC₅₀ for second-instar larvae (0.41 ppm) to spinosad was significantly lower than that for third- (0.64 ppm) and fourth-instar (0.63 ppm) larvae. The LC₈₀ value (Concentration at which 80% of the larvae died) for fourth-instar larvae (2.48 ppm) was 2.6- and 1.7-fold higher than that for the second- and third-instar larvae, respectively. The spinosad concentration recorded in leaves at 25 days after treatment (DAT; 0.26 μg g⁻¹) was significantly lower than that in leaves sampled at 3, 10 and 15 DAT. High larval mortalities were, however, recorded for the duration of the experiment, which lasted 25 days (equivalent to one T. absoluta generation).

CONCLUSION

Systemic spinosad effectively controlled T. absoluta larvae over a prolonged period. However, drenching this insecticide violates the recommendation of the Insecticide Resistance Action Committee to avoid treating consecutive insect generations with the same mode of action and can therefore result in the evolution of insecticide resistance. © 2023 The Authors. Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.