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棉铃虫对拟除虫菊酯+有机磷混剂的抗性演化及抗性机理
作 者: 杨恩会
导 师: 吴益东
学 校: 南京农业大学
专 业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 棉铃虫 混剂 抗性机理 细胞色素P450氧化酶 酯酶 谷胱甘肽S-转移酶 乙酰胆碱酯酶
分类号: S435.62
类 型: 博士论文
年 份: 2005年
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内容摘要
杀虫剂混用的主要目的是兼治多种害虫,提高防治效果以及延缓害虫抗性的发展等。作为害虫抗性治理的措施之一,这种用药方式很早就已被提出并得到积极地倡导。对混剂的研究主要以理论模型为工具,通过设定一定的条件进行模拟,认为具有不同作用机制的杀虫剂混用后可能延缓害虫抗性的发展。但在实际应用中,很难满足理论模型所假设的条件。目前,对混剂的研究无论是在理论上还是在实践上仍存在争议,焦点在于混剂能否延缓害虫抗性的发展?是否会导致害虫产生多种抗性?本文以使用最多的拟除虫菊酯+有机磷混剂为研究对象,以棉铃虫为实验材料,在国际合作项目(编号:CFC/ICAC-14)《小规模棉花种植中棉铃虫的可持续控制》的资助下,对棉铃虫对拟除虫菊酯+有机磷混剂的抗性演化和抗性机理等方面开展了相关研究,取得了如下进展: 一、棉铃虫对拟除虫菊酯+有机磷混剂的抗性演化及交互抗性研究 分别用氰戊菊酯+辛硫磷混剂(有效成分1:10,此后简称氰辛混剂)和氰戊菊酯+久效磷混剂(有效成分1:50,此后简称氰久混剂)对棉铃虫YS室内品系进行16代的抗性选育,获得棉铃虫对氰辛混剂的抗性品系(YS-FP)和对氰久混剂的抗性品系(YS-FM)。与YS品系相比,YS-FP对氰辛混剂的抗性达到了14.7倍,对单剂氰戊菊酯和辛硫磷的抗性分别上升了2170倍和3.1倍;YS-FM对氰久混剂的抗性达到了12.1倍,对单剂氰戊菊酯和久效磷的抗性分别上升了354倍和8.6倍。由此可见,经过混剂筛选后,尽管棉铃虫YS-FP和YS-FM抗性品系对混剂本身的抗性发展速度不快,但对其中的单剂氰戊菊酯抗性发展的速度非常快。 随着筛选的进行,氰戊菊酯和辛硫磷之间的共毒系数在F2代出现短暂的增加,然后逐渐降低,它们之间的相互作用由增效变为相加,最后变为拮抗;氰戊菊酯和久效磷之间的相互作用基本维持在拮抗状态。这说明,随着混剂的连续使用,氰戊菊酯和有机磷(辛硫磷或久效磷)之间的共毒系数会逐渐降低;即使象氰辛混剂这样一开始表现为增效作用的混剂,连续使用,也会失去其原有的增效作用,甚至产生拮抗作用。 交互抗性生测结果表明,棉铃虫YS-FP和YS-FM抗性品系在对氰戊菊酯产生极高抗性、对辛硫磷和久效磷产生低水平抗性的同时,对顺式氰戊菊酯、氯氰菊酯、溴
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全文目录
摘要 7-10 ABSTRACT 10-14 符号及缩略语等的说明 14-15 第一章 文献综述 15-43 1 棉铃虫抗药性的研究现状 15-24 1.1 棉铃虫抗药性的发生发展概况 15-20 1.1.1 棉铃虫对有机磷类杀虫剂的抗药性 16-17 1.1.2 棉铃虫对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗药性 17-19 1.1.3 棉铃虫对Bt生物农药、转Bt基因作物的抗药性 19-20 1.2 棉铃虫抗药性的生理生化机制 20-24 1.2.1 棉铃虫对有机磷类杀虫剂抗性的生理生化机制 20-21 1.2.2 棉铃虫对拟除虫菊酯类杀虫剂抗性的生理生化机制 21-23 1.2.3 棉铃虫对Bt-d内毒素抗性的生理生化机制 23-24 2 杀虫剂代谢抗性与靶标抗性的分子机理 24-35 2.1 代谢抗性的分子遗传学研究进展 24-27 2.1.1 与昆虫抗性相关的P450基因 24-25 2.1.2 与昆虫抗性相关的酯酶基因 25-26 2.1.3 与昆虫抗性相关的谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)基因 26-27 2.2 昆虫靶标抗性的分子遗传学研究进展 27-35 2.2.1 乙酰胆碱酯酶及其敏感性下降与昆虫对有机磷杀虫剂的抗性 27-32 2.2.1.1 乙酰胆碱酯酶的高级结构 27-30 2.2.1.2 乙酰胆碱酯酶敏感性降低与昆虫对有机磷杀虫剂的抗性 30-31 2.2.1.3 昆虫体内两个乙酰胆碱酯酶基因的存在 31-32 2.2.2 神经轴突钠离子通道突变与昆虫对菊酯类杀虫剂的击倒抗性 32-33 2.2.3 烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)突变与昆虫对新烟碱类杀虫剂的抗性 33-35 3 杀虫剂混剂在抗药性治理中的作用 35-43 3.1 农药混剂的发展过程 35-38 3.2 我国农药混剂迅速发展的原因 38 3.3 农药混剂延缓抗性的原理 38-39 3.4 用于延缓抗性的混剂在研究和开发中存在的问题 39-41 3.4.1 用于延缓抗性的混剂在研究中存在的问题 40 3.4.2 用于延缓抗性的混剂在开发中存在的问题 40-41 3.5 对混剂开发的建议 41-43 第二章 棉铃虫对拟除虫菊酯+有机磷混剂的抗性演化及交互抗性研究 43-56 1 材料与方法 44-46 1.1 供试昆虫 44 1.2 供试药剂 44-45 1.3 棉铃虫对杀虫剂的毒力测定方法 45 1.4 棉铃虫抗性品系的选育方法 45 1.5 交互抗性测定 45-46 2 结果与分析 46-48 2.1 棉铃虫抗药性选育 46 2.2 棉铃虫YS-FP和YS-FM品系对相应混剂及其单剂的抗药性发展动态 46-47 2.3 混剂筛选过程中氰戊菊酯和有机磷之间共毒系数的变化 47 2.4 交互抗性 47-48 3 讨论 48-56 第三章 结构活性关系与棉铃虫对拟除虫菊酯类杀虫剂的代谢抗性机理 56-64 1 材料与方法 57-58 1.1 供试昆虫 57 1.2 供试药剂和增效剂 57-58 1.3 生物测定 58 1.4 增效剂增效测定 58 2 结果与分析 58-60 2.1 棉铃虫YS-FP和YS-FM抗性品系对不同结构拟除虫菊酯的抗性 58-59 2.2 PBO和DEF的增效结果 59-60 3 讨论 60-64 第四章 棉铃虫对拟除虫菊酯+有机磷混剂抗性的生化机制 64-77 1 材料与方法 66-69 1.1 供试昆虫 66 1.2 供试药剂、生化试剂 66 1.3 解毒代谢酶活性测定 66-68 1.3.1 酶液准备: 66-67 1.3.2 细胞色素P450氧化酶活性测定 67 1.3.3 谷胱甘肽S-转移酶活性测定 67-68 1.3.4 酯酶活性测定 68 1.4 乙酰胆碱酯酶测定 68-69 1.4.1 酶液准备: 69 1.4.2 抑制中浓度(I_(50))测定 69 1.4.3 K_m和V_(max)测定 69 1.5 蛋白质浓度测定 69 2 结果与分析 69-71 2.1 棉铃虫6龄幼虫中肠细胞色素P450氧化酶、谷胱甘肽S-转移酶、酯酶活性 69-70 2.2 棉铃虫3龄幼虫谷胱甘肽S-转移酶、酯酶活性 70-71 2.3 乙酰胆碱酯酶敏感性 71 3 讨论 71-77 第五章 棉铃虫乙酰胆碱酯酶基因的克隆与序列分析 77-92 1 材料与方法 78-85 1.1 供试昆虫 78 1.2 主要试剂和仪器 78-79 1.3 总RNA提取和cDNA第一链的合成 79-80 1.3.1 棉铃虫幼虫头部总RNA提取 79 1.3.2 琼脂糖凝胶检测总RNA 79-80 1.3.3 cDNA第一链的合成 80 1.4 PCR扩增反应 80-81 1.4.1 PCR引物设计 80 1.4.2 PCR扩增 80-81 1.5 PCR产物回收与纯化 81-82 1.6 质粒载体的连接反应和转化 82-84 1.6.1 连接反应: 82 1.6.2 感受态细胞的制备 82-83 1.6.3 转化反应和细菌培养: 83-84 1.7 外源目标片段的检测 84-85 1.7.1 PCR反应检测 84 1.7.2 限制性内切酶酶切检测 84-85 1.8 测序及同源性比较 85 2 结果与分析 85-87 2.1 棉铃虫乙酰胆碱酯酶cDNA序列及推导的氨基酸序列分析 85-86 2.2 同源性比较 86 2.3 棉铃虫抗、感品系AChE氨基酸序列的比较 86-87 3 讨论 87-92 全文总结 92-93 参考文献 93-112 附录:攻读博士学位期间发表的学术论文 112-113 致谢 113
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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 病虫害及其防治 > 农作物病虫害及其防治 > 经济作物病虫害 > 纤维作物病虫害 > 棉病虫害
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