两种赤眼蜂对非鳞翅目靶标农药的抗药性筛选及P450基因的表达

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目前利用赤眼防治鳞翅目害虫已经在全国推广,应用赤眼蜂进行害虫防治具有安全、环保和使用方便等优点,在减轻害虫危害和农业可持续发展中起着重要作用。水稻生长的后期病虫害(如:稻瘟病、稻曲病、纹枯病和稻飞虱等)总是混合发生,且化学农药是主要的防治措施,此时释放赤眼蜂难免会与农药直接或间接接触。农药不仅对赤眼蜂有毒杀作用,还会降低赤眼蜂的羽化率、寄生力、雌性比例、寿命和搜寻能力,严重降低防治效果。生物防治与化学农药相结合是害虫综合治理的一个方向,所以筛选抗药性的赤眼蜂品种具有重要的实际应用价值。因此,本论文测定了七种稻田非鳞翅目靶标农药对稻螟赤眼蜂和螟黄赤眼蜂安全性,在此基础上用4种药剂来筛选两种赤眼蜂的抗性品种,并考察了筛选过程中两种赤眼蜂的生物特征变化,同时测定了P450基因的表达量,为赤眼蜂的抗药性机制提供理论基础。主要研究结果如下:1.非靶标农药对两种赤眼蜂成蜂和蛹期的安全性测定5种杀虫剂(吡虫啉、噻虫嗪、噻嗪酮、烯啶虫胺和吡蚜酮)和2种杀菌剂(稻瘟灵、三环唑)共7种农药对稻螟赤眼蜂和螟黄赤眼蜂成蜂和蛹的安全性,结果表明,2种杀菌剂和吡蚜酮对两种赤眼蜂均安全,其他4种农药均有较高毒性,噻虫嗪对两种赤眼蜂的毒性最高,属于中等风险性;吡虫啉、噻嗪酮和烯啶虫胺对稻螟赤眼蜂为中等风险性,对螟黄赤眼蜂为低等风险性。稻螟赤眼蜂对农药的敏感性高于螟黄赤眼蜂,蛹期的敏感性低于成蜂。2.两种赤眼蜂的抗药性筛选结果筛选10次之后,稻螟赤眼蜂的农药抗性增长顺序为吡虫啉>烯啶虫胺>噻嗪酮>噻虫嗪种群,抗性倍数分别为17.98、7.41、4.72和2.5;螟黄赤眼蜂的农药抗性增长顺序为吡虫啉>噻虫嗪>烯啶虫胺>噻嗪酮,抗性倍数分别为8.8、6.9、5.67和4.43。稻螟赤眼蜂吡虫啉抗性种群对烯啶虫胺有交互抗性,噻虫嗪抗性种群低吡虫啉有交互抗性;螟黄赤眼蜂吡虫啉抗性种群对噻虫嗪有交互抗性,烯啶虫胺抗性种群对噻虫嗪有交互抗性产生。3.抗药性赤眼蜂的生物学评价4种非靶标农药处理蛹期的稻螟赤眼蜂和螟黄赤眼蜂均会显著降低羽化率和导致羽化蜂畸形,但随着筛选次数的增加羽化率逐渐恢复,畸形率显著下降。噻虫嗪和烯啶虫胺处理后两种赤眼蜂的寄生力增加,吡虫啉和噻嗪酮降低寄生力,所有种群子代羽化率和雌性比都低于正常蜂。农药对赤眼蜂后代有持续的影响作用,吡虫啉和烯啶虫胺恢复组的寄生力下降。4.赤眼蜂内参基因的筛选测定了螟黄赤眼蜂体内9个候选内参基因(EF2、RPS23、RPL13、RPL44、MDH、EIF3F、ZFP268、MP20和ATP5F1A)的稳定性,在不同发育历期条件下稳定的内参基因为EF2和RPS23;不同取食条件下稳定的内参基因为ZFP268和EF2;不同温度条件下稳定的内参基因为ZFP268和RPL13;不同农药处理条件下稳定的内参基因为EF2和RPL44。5.P450基因的作用稻螟赤眼蜂10个P450基因中CYP4家族(CYP4C1和CYP4G15)和CYP3家族(CYPA14、CYP6A2和CYP9E2)表达量上调;螟黄赤眼蜂12个P450基因中CYP4家族(CYP4AA1)、CYP3家族(CYP6A2、CYP9E2、CYP9P3、CYP9AG3和CYP9AG4)、CYP2家族(CYP307A1)和Mito家族(CYP315A1)表达量上调。其中CYP9P3和CYP307A1可能参与吡虫啉和烯啶虫胺的交互抗性;CYP4C1、CYP4G15和CYP6K1参与噻虫嗪和烯啶虫胺交互抗性形成有关;CYP4AA1、CYP6A2和CYP9E2参与噻嗪酮和吡虫啉交互抗性的形成。
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