昆虫对双酰胺类杀虫剂抗性机制研究进展

双酰胺类杀虫剂是以昆虫鱼尼丁受体为作用靶标的新型杀虫剂,由于其作用机制独特,对多种鳞翅目害虫具有良好的防治效果而得到广泛应用。但已经有多种害虫的田间种群对该类药剂产生了抗性,甚至导致田间防治失败。本文在综述昆虫对双酰胺类杀虫剂抗性现状的基础上,重点总结了抗性机制方面的最新研究进展,并对今后的研究方向进行了展望,以期为进一步深入研究双酰胺类杀虫剂的抗性机制提供借鉴。     

双酰胺类杀虫剂环境风险问题浅析

双酰胺类杀虫剂是一类优势明显的新型杀虫剂,防效卓越,持效期长,且与传统农药无交互抗性。然而,这类高生物活性杀虫剂的缺点也很明显:对环境中特定种类的非靶标生物毒性很高,在环境介质中的残留期很长,对生态系统的潜在风险较高。本文综述了双酰胺类杀虫剂的主要品种及其作用特点,国内外登记情况,及其对环境生物的生态毒理学研究进展等。双酰胺类杀虫剂对水生无脊椎动物、家蚕的潜在风险,乃至脊椎动物(鸟类、鱼类)的慢性风险均有待进一步开展深入研究与评估。同时,今后应继续加强双酰胺类农药使用后的环境风险监测,在发挥杀虫优势的同时避免或减少其对生态环境的污染和破坏。     

棉铃虫对化学杀虫剂的抗性现状及分子机制研究进展

棉铃虫Helicoverpa armigera是一种世界性分布的重大杂食性农业害虫,长期大量使用化学药剂防治棉铃虫导致其对不同种类杀虫剂产生了抗性。抗性分子机制的阐明有利于棉铃虫的科学防控和抗性治理。该文主要综述棉铃虫对化学杀虫剂的抗性发展现状,以及近年来棉铃虫抗药性分子机制的研究进展,包括解毒酶代谢能力增强、靶标敏感性降低和表皮穿透能力下降等方面,并就未来研究工作和棉铃虫抗性治理新技术进行了展望。     

新型双酰胺类杀虫剂——溴虫氟苯双酰胺

溴虫氟苯双酰胺(broflanilide)是一种全新的双酰胺类杀虫剂,属于γ-氨基丁酸(GABA)门控氯离子通道负变构调节剂,目前主要用于防治鳞翅目和鞘翅目害虫,对白蚁和蚊蝇等也有较好的杀虫活性。本文对溴虫氟苯双酰胺的结构类型、研发历程、作用机制、杀虫活性、安全性及代谢残留等进行了综述,并对该杀虫剂的发展趋势及应用前景进行了展望。     

沙蚕毒素类杀虫剂作用机制及其抗性的研究进展

本文对沙蚕毒素类杀虫剂的研究历史、对害虫的作用机制、害虫对沙蚕毒素类杀虫剂的抗性及其抗性治理研究进展等作了介绍。     

2017—2019年江西省二化螟种群对四种杀虫剂的抗性

为明确近年来江西省二化螟种群对常用杀虫剂的抗性水平,提出合理化用药建议,本研究采用人工饲料浸药法测定2017—2019年江西省13个县(市)二化螟田间种群对氯虫苯甲酰胺、阿维菌素、三唑磷和杀虫单的抗性。结果表明,13个二化螟种群对氯虫苯甲酰胺的抗性水平整体为中等至高水平抗性,其中有11个二化螟种群对氯虫苯甲酰胺的抗性水平整体为上升趋势,在对氯虫苯甲酰胺抗性水平增加的种群中,都昌种群的抗性倍数从2017年的44.1倍上升至2018年的65.1倍,在2019年激增至高水平抗性,抗性倍数为283.5倍,为供试种群的最高抗性倍数。13个二化螟种群对阿维菌素的抗性水平整体为中等偏下,在对阿维菌素抗性水平增加的种群中,南昌种群的抗性倍数最高,2017—2019年分别为74.8倍、108.7倍和80.6倍。13个二化螟种群对三唑磷的抗性水平整体为中等偏下,其中新干、永修、万安、大余、上高和都昌这6个种群对三唑磷的抗性水平呈波动上升的趋势,而其他7个种群对三唑磷的抗性水平为波动性变化,偶有下降。13个二化螟种群对杀虫单的抗性水平整体为中等偏下并且有明显下降趋势,其中大余、永修、泰和、会昌、新干和上高这...     

有机磷类杀虫剂代谢机制研究进展

文章对有机磷类杀虫剂代谢机制的研究进展以及昆虫对此类杀虫剂的相关代谢抗性机制进行了总结,阐述了有机磷杀虫剂的生物代谢途径及相关代谢酶系。在生物体中,有机磷类杀虫剂主要发生氧化代谢、水解代谢和轭合代谢等反应。其氧化代谢主要在细胞色素P450酶系(P450s)的催化作用下进行,其中,最重要的氧化反应是硫代有机磷酸酯类杀虫剂氧化脱硫形成生物毒性更高的有机磷氧化物的反应,以及氧化脱芳(烷)基化的反应;有机磷杀虫剂及其氧化产物在生物体内还可发生水解代谢反应,在对氧磷酶PON1等磷酸三酯酶的催化作用下,水解生成低毒性或者无毒的代谢物;有机磷杀虫剂的轭合代谢主要是在谷胱甘肽硫转移酶(GSTs)的催化下进行的。昆虫对有机磷类杀虫剂的代谢抗性与昆虫中参与此类杀虫剂代谢的解毒酶的改变密切相关,其中,与有机磷类杀虫剂代谢相关的P450s基因的过量表达和酶活性增强、丝氨酸水解酯酶的过量表达及基因突变、GSTs基因的过量表达等,均可导致铜绿蝇Lucilia cuprina、桃蚜Myzus persicae等昆虫对二嗪磷和马拉硫磷等有机磷类杀虫剂的代谢抗性。明确有机磷类杀虫剂的结构特点、代谢途径以及昆虫对此类杀虫剂的代谢抗性机制,对掌握有机磷类杀虫剂的毒理学机制,安全有效地使用此类杀虫剂,有效治理害虫对有机磷类杀虫剂的抗药性,以及开发生物选择性好的新型有机磷类杀虫剂,均具有重要意义。     

草地贪夜蛾鱼尼丁受体与双酰胺类杀虫剂的结合模式及抗性风险分析

为研究草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(以下简称FAW)对双酰胺类杀虫剂的抗性机制,根据FAW鱼尼丁受体(ranodine receptor,RyR)跨膜区域的氨基酸序列,通过同源建模的方法构建其三维结构;通过对比FAW与小菜蛾Plutella xylostella(以下简称DBM)RyR跨膜区域的...     

二化螟对杀虫剂抗药性的研究进展

综述了国内外关于二化螟抗药性的研究成果,包括:二化螟的分布、危害、防治,抗药性产生和发展,抗药性机理,抗药性测定方法以及抗药性治理措施。     

灰飞虱对杀虫剂的抗性分子机制研究进展

灰飞虱是中国长江流域和黄淮地区重要的农业害虫,由于杀虫剂的广泛与大量使用,已导致其对多种杀虫剂产生了抗性。深入研究其抗药性分子机制,可为灰飞虱抗性的快速检测和治理提供重要理论基础。文章总结了灰飞虱对毒死蜱、吡虫啉、溴氰菊酯、噻嗪酮、氟虫腈和乙虫腈等杀虫剂的抗性分子机制研究进展,主要包括抗性相关解毒酶和转运蛋白基因的筛选与功能验证,以及靶标位点突变等重要研究成果,指出该研究领域当前存在的问题主要有抗性基因的功能验证及调控路径、抗性新基因的鉴定及交互抗性和多重抗性机制不明确等,并展望了其未来发展方向,认为:可利用CRISPR/Cas9基因编辑技术验证抗性基因功能;可将转录组测序结合生物信息学手段用于鉴定新抗性基因及抗性调控基因,以探明交互抗性和多重抗性机制;应深入至蛋白组学水平探讨抗性机制;需开发配套的高效田间施药技术,以达到杀虫剂减施增效的目的。     

二化螟对杀虫单和甲胺磷抗性监测及田间抗性动态

二化螟Chilo suppressalis(Walker)是一种重要的钻蛀性水稻害虫,严重危害水稻生产,特别是杂交水稻的大面积推广以后,其发生和为害呈上升的趋势。近年来,在很多稻区杀虫单和甲胺磷对二化螟田间防效下降,可能是抗药性产生和发展的结果。1999年,作者临测了浙江五个地区和贵州贵阳地区二化螟对杀虫单和甲胺磷的抗性水平,并定点监测     

草地贪夜蛾对农药主要抗性机制的概述

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是一种迁飞性害虫,源自美洲,已入侵非洲和亚洲部分国家并暴发成灾,2019年初入侵我国,严重威胁着我国玉米、小麦等粮食作物。目前草地贪夜蛾的防治主要依赖于化学农药和种植转基因作物。因长期使用农药,草地贪夜蛾已经对氨基甲酸酯类、有机磷酸酯类和拟除虫菊酯类等多种杀虫剂产生了不同程度的抗性。草地贪夜蛾对不同种类杀虫剂表现的抗性机制不同,主要有代谢抗性和靶标抗性2种。本文主要从代谢抗性和靶标抗性2个方面分别综述了草地贪夜蛾对不同种类杀虫剂的抗性机制,分析草地贪夜蛾对不同杀虫剂的抗性作用方式,并对草地贪夜蛾抗药性管理和监测进行展望。     

解毒酶和转运蛋白介导的害虫抗药性分子机制研究进展

害虫抗药性是导致杀虫剂防效降低的一个重要因素,而抗性机制的阐明是害虫抗药性综合治理的基础。研究表明,代谢能力增强是害虫抗药性产生的重要原因,害虫对杀虫剂等外源物质的代谢需要细胞色素P450酶系(P450s)、羧酸酯酶(CarEs)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)、UDP-葡萄糖醛酸转移酶(UGTs)和ATP结合盒转运蛋白(简称ABC转运蛋白)等解毒酶和转运蛋白的参与。结合近年来对害虫抗药性分子机制的研究进展,本文综述了上述解毒酶和转运蛋白参与杀虫剂抗药性的分子机制,并对害虫抗药性治理的新方法进行了展望。     

草地贪夜蛾对杀虫剂的抗性研究进展

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) 是一种杂食性害虫,原产于美洲热带和亚热带地区,于2019年1月在中国云南省首次被发现后,已迅速向广西、贵州、广东及湖南等地蔓延。草地贪夜蛾寄主广泛,常用化学防治药剂为有机磷类、氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯类,田间抗性监测数据显示,其对上述 3 类常用药剂已达中至高等抗性水平。此外,已有研究证明氯菊酯抗性草地贪夜蛾对二嗪类杀虫剂茚虫威无交互抗性;同时已有关于草地贪夜蛾对氟苯虫酰胺和氯虫苯甲酰胺田间和室内抗性的报道,表明其对上述 2 种药剂存在极高的交互抗性风险。草地贪夜蛾的抗药性机理主要涉及表皮穿透性降低、解毒作用增强和靶标敏感性下降等几方面,其中代谢解毒作用增强和靶标敏感性下降是导致草地贪夜蛾对杀虫剂产生抗性的主要机制。文章综述了草地贪夜蛾对传统杀虫剂和新型作用机制杀虫剂的抗性现状及抗性机理等方面的研究进展,以期对当前中国的草地贪夜蛾田间防治及抗性研究和防控提供参考。     

不同地理种群二化螟对诱集植物香根草的选择趋性比较

为明确不同地理种群二化螟Chilo suppressalis对香根草选择趋性的差异,通过室内盆栽试验测定了3个省份共8个地理种群二化螟成虫对水稻和香根草的选择趋性及产卵选择性。结果表明:8个地理种群中,选择香根草栖息的二化螟雌、雄蛾比例分别为50%~70%和50%~80%。接入二化螟成虫后第1天,除温岭、乐清、萧山种群外,其它种群雌成虫对香根草和水稻的选择性存在显著差异。金华、衡阳、温岭、衢州种群雄成虫对香根草和水稻的选择性存在显著差异。接入二化螟成虫后第2天和第3天,所有种群雌成虫对香根草的选择性均显著高于对水稻的选择性。除乐清和萧山种群外,其它种群雄成虫对香根草的选择性也显著高于对水稻的选择性。8个不同地理种群二化螟在香根草上的产卵量比例为35%~70%,是水稻上产卵量的1.17(温岭)~2.33(衡阳)倍,均显著高于在水稻上的产卵量。结果表明,香根草对不同地理种群二化螟成虫均具有较好的诱集效果。     

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。     

二化螟响应Bt杀虫蛋白Cry1Ca的小RNA转录组分析

为有效防控二化螟Chilo suppressalis,采用Illumina Solexa二代测序技术对Bt杀虫蛋白Cry1Ca处理后二化螟中肠内的小RNA序列进行测序,并对其差异表达谱进行注释与分析,并用实时荧光定量PCR技术对测序结果进行验证。结果显示,Cry1Ca对二化螟的亚致死量LC₃₀为0.061 μg/g。Cry1Ca处理和对照处理后转录组中小RNA分布峰值均为22 nt,被注释的已知小RNA比例很低,分别为7.2%和7.9%。Cry1Ca处理后,二化螟中肠内miRNA、snoRNA、snRNA、rRNA、piRNA数量均少于对照。与对照相比,Cry1Ca处理后二化螟中肠内共有358个小RNA表达上调,747个小RNA表达下调,其中有25个已知miRNA的表达量较高,其中3个已知miRNA表达量显著上调,22个已知miRNA表达量显著下调;在新预测的novel miRNA中,有23个上调表达,43个下调表达。KEGG分析结果显示,Cry1Ca诱导的miRNA影响了丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）通路,这个通路包含17个靶基因,其中11个靶基因可被多个miRNA调控,每个靶基因可被59~665个miRNA靶向调控,参与靶向调控miRNA的相对表达量变化倍数介于0.01倍~23 289倍之间,表明miRNA在调控二化螟防御Bt杀虫蛋白Cry1Ca方面发挥着重要作用。实时荧光定量PCR的结果与测序结果一致,表明测序结果正确。