昆蟲抗性監(jiān)測(cè)與治理_第1頁(yè)
昆蟲抗性監(jiān)測(cè)與治理_第2頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

昆蟲抗性監(jiān)測(cè)與治理第一頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六內(nèi)容昆蟲抗藥性及其現(xiàn)況抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)抗性早期診斷技術(shù)抗性治理策略我們?cè)谠擃I(lǐng)域的研究進(jìn)展展望第二頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六抗藥性

昆蟲具有耐受殺死正常種群大部分個(gè)體的藥量的能力在其群體中發(fā)展起來的現(xiàn)象。也就是說,在多次使用藥劑后,害蟲對(duì)某種藥劑的抗藥力較原來正常情況下有明顯增加的現(xiàn)象,其特點(diǎn)是這種由使用藥劑而增大的抗藥力,是可以遺傳的。有些昆蟲對(duì)某些殺蟲劑表現(xiàn)一種天然的敏感度低,即具有高度耐受性,我們把這種先天性的抗藥能力稱為自然抗性(natureresistance)1.昆蟲抗藥性及其現(xiàn)況第三頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六交互抗性

昆蟲對(duì)一種藥劑發(fā)生抗性后往往對(duì)其它沒有使用過的藥劑也發(fā)生抗性,這叫做“交互抗性”(crossresistance)。一般來講,作用機(jī)理機(jī)同的殺蟲劑易產(chǎn)生交互抗性。因?yàn)楫a(chǎn)生交互抗性的原因主要是由某些殺蟲劑的作用機(jī)理或代謝機(jī)理類同所致。也就是說,由于其抗性機(jī)理相同可對(duì)不同殺蟲劑產(chǎn)生交互抗性。1.昆蟲抗藥性及其現(xiàn)況第四頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六負(fù)交互抗性

負(fù)交互抗性(negativecrossresistance)是指昆蟲對(duì)一種殺蟲劑發(fā)生抗性后對(duì)另一種殺蟲劑的敏感度反而上升的現(xiàn)象。1.昆蟲抗藥性及其現(xiàn)況第五頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六多種抗性

多種抗性(multipleresistance)指昆蟲對(duì)同時(shí)使用的幾種殺蟲劑產(chǎn)生抗性的現(xiàn)象,但這種抗性對(duì)幾種殺蟲劑的保護(hù)機(jī)制是不同的,切勿與交互抗性相混淆。區(qū)別這兩種抗性是很重要的,因?yàn)橐粋€(gè)特殊的交互抗性型常能提供與抗性機(jī)制有關(guān)的信息。1.昆蟲抗藥性及其現(xiàn)況第六頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六抗性發(fā)展的現(xiàn)況

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)至2003年,已報(bào)道對(duì)殺蟲劑和殺螨劑產(chǎn)生抗性的昆蟲和螨有548種,抗性蟲種分布于15個(gè)不同的目:蜱螨目、蛛形目、鞘翅目、革翅目、雙翅目、蝣目、半翅目、同翅目、膜翅目、鱗翅目、脈翅目、直翅目、虱目、蚤目和纓翅目,其中最多的是雙翅目、蜱螨類、鱗翅目、鞘翅目和同翅目昆蟲,這5個(gè)目的抗性蟲種約占全部抗性蟲種的90%以上。其中對(duì)殺蟲劑和殺螨劑產(chǎn)生抗性最多的蟲種是蠅、蚊,其次為螨、蜱、蝶,蛾、甲蟲和半翅目昆蟲(包括蚜蟲、蟬、葉蟬、飛虱、介蟲和粉虱)。自20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)害蟲和害螨的抗藥性以來,具有抗性藥性的害蟲和害螨種類數(shù)量在不斷地增加,特別是在70年代以后,20世紀(jì)昆蟲和螨類產(chǎn)生抗性的情況見下圖1.昆蟲抗藥性及其現(xiàn)況第七頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

抗性事例數(shù)(蟲種化合物)

昆蟲和螨的種類數(shù)

殺蟲劑和殺螨劑化合物數(shù)

在昆蟲和螨中報(bào)告產(chǎn)生抗性的增長(zhǎng)情況

1.昆蟲抗藥性及其現(xiàn)況第八頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六orderNumberofresistantspeciesPercentoftotalnumberofresistantspecies(548)Diptera

18434Acari8315Lepidoptera8215Coleptera7313Homoptera5811total48088

Mostresistantarthropodorderstoinsecticidesoracaricides1.昆蟲抗藥性及其現(xiàn)況第九頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六Mostresistantarthropodspeciestoinsecticidesoracaricides

SpeciesNumberofpesticides

Tetranychusurticae72Plutellaxylostella69Myzuspersicae68Boophilusmicroplus41Leptinotarsadecemlineata40Panonychusulmi40Blattellagermanica39Heliothisvirescens37Muscadomestica36Triboliumcastaneum341.昆蟲抗藥性及其現(xiàn)況第十頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

殺蟲劑的作用及抗性機(jī)理

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示殺蟲劑抗性的主要機(jī)理

2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第十一頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六昆蟲應(yīng)用的各種反應(yīng),具有代謝各種有機(jī)化合物的能力。它們的代謝物通常具有更大的親水性(一般低毒或無毒),這樣易于排出體外。許多抗性昆蟲抵抗殺蟲劑的能力明顯增加,加速代謝殺蟲劑,使這些殺蟲劑變?yōu)闊o毒或低毒化合物,從而使殺蟲劑無法到達(dá)作用部位,由此而產(chǎn)生的抗性稱為代謝抗性(metabolicresistance)這是昆蟲的一種重要抗性機(jī)理。這類代謝能力增高是由于解毒酶的上調(diào)節(jié)(up-regulation)所致。這種上調(diào)節(jié)的增加可由細(xì)胞色素P450s和/或GSTs的轉(zhuǎn)錄過表達(dá),或由水解酶基因的擴(kuò)增所致。

代謝抗性2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第十二頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六代謝抗性相關(guān)的三大酶系酯酶(Est)P450單加氧酶(P450s),又稱多功能氧化酶(MFOs)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第十三頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六代謝抗性的分子機(jī)理尖音庫(kù)蚊(Culexpipiens)對(duì)有機(jī)磷殺蟲劑的抗性主要涉及3個(gè)等位基因,其中2個(gè)基因座為Est-2(或酯酶B)和Est-3(或酯酶A),它們是編碼解毒羧酸酯的水解酶的酯酶基因,賦予酯酶過量產(chǎn)生的抗性等位基因。至今在酯酶B基因座發(fā)現(xiàn)有6個(gè)不同的同種異酶(allozymes):B1、B2、B4、B5、B6和B7;在酯酶A基因座有4個(gè)不同的同種異酶:A1、A2、A4和A5。這2個(gè)酯酶基因座是緊密連鎖的,之間由2~6kb的基因間隔的DNA片段把它們分隔開。同種異酶是指相同基因位點(diǎn)上不同等位基因所編碼的不同形式的酶。第三個(gè)基因座是Ace1,編碼乙酰膽堿酯酶,是一個(gè)敏感度降低(不敏感)的等位基因。2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第十四頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

與殺蟲劑的結(jié)合能力的增加,從而減少到達(dá)靶標(biāo)部位殺蟲劑的量加速殺蟲劑的代謝??剐岳ハx中的酯酶量的改變2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第十五頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六酯酶的過量的分子機(jī)理酯酶的過量產(chǎn)生是由2種獨(dú)立的機(jī)理引起的。第一種機(jī)理是基因擴(kuò)增,既可是酯酶B基因座擴(kuò)增,又可是酯酶A基因座擴(kuò)增,在某些情況下還可是酯酶A和B基因座一起擴(kuò)增。后者是2個(gè)酯酶基因座共擴(kuò)增(co-amplification)。

第二種機(jī)理為基因調(diào)節(jié)(generegulation),用以解釋酯酶A1的過量產(chǎn)生。但是,除了基因擴(kuò)增外,還有基因調(diào)節(jié)可貢獻(xiàn)于其他變異體的過量產(chǎn)生。

2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第十六頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六抗性昆蟲中的酯酶質(zhì)的改變

與有機(jī)磷抗性相關(guān)的酯酶除了量的變化外,還存在質(zhì)的變化。這種質(zhì)的變化的基礎(chǔ)可能涉及酯酶的結(jié)構(gòu)改變,從而增加其降解殺蟲劑的能力例如:家蠅和銅綠蠅中色氨酸(Try)突變?yōu)榱涟彼?Leu)2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第十七頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六在抗性昆蟲中P450的過表達(dá)抗性蟲種(品系)過表達(dá)的P450參考文獻(xiàn)抗性家蠅(Rutgers)CYP6A1Carino等,1992;1994??剐约蚁?LeranPyrR)CYP6D1Scott等,1996。

抗性果蠅CYP6A2Waters等,1992;Brun等,1996??剐怨塁YP6A9Maitra等,1996。

抗性棉鈴蟲CYPB2Xiao-Ping和Hobbs,1995。吳峻等,1999。抗性煙芽夜蛾CYP4G8Pittendrigh等,1997。

CYP9A1Rose等,1997。2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第十八頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六抗性昆蟲中GST酶量的改變基因擴(kuò)增基因轉(zhuǎn)錄速率加快尚未發(fā)現(xiàn)GST酶的質(zhì)的改變2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第十九頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六靶標(biāo)抗性

靶標(biāo)敏感度降低是昆蟲產(chǎn)生靶標(biāo)抗性的第二種主要機(jī)理。一般來講,殺蟲劑進(jìn)入昆蟲體內(nèi)經(jīng)活化,或未被代謝的殺蟲劑與靶標(biāo)分子、靶標(biāo)蛋白結(jié)合互相作用,改變其功能,結(jié)果產(chǎn)生中毒癥狀,最后死亡。由于抗性昆蟲的靶標(biāo)分子發(fā)生了變化,從而降低其與毒劑的結(jié)合作用,或降低與殺蟲劑的作用,這種因敏感性降低而產(chǎn)生的抗性。稱為靶標(biāo)部位抗性(或靶標(biāo)抗性)(target-siteresistance)。

2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第二十頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六殺蟲劑作用的主要靶標(biāo)有機(jī)磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑的作用靶標(biāo)

乙酰膽堿酯酶(AChE)滴滴涕和擬除蟲菊酯類殺蟲劑的作用靶標(biāo)

鈉離子通道環(huán)戊二烯類殺蟲劑的作用靶標(biāo)

-氨基丁酸(GABA)受體氯離子通道

2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第二十一頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六靶標(biāo)抗性的分子機(jī)理乙酰膽堿酯酶敏感度降低(InsensitiveAChE)GABA受體突變(GABAreceptormutation)電壓門控鈉離子通道突變(mutationsinthevoltage-gatedsodiumchannel)2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第二十二頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

品系115199303368位置

SaltilloSerValAlaTyr突變

BygdeaPheValAlaPhePierrefeuPheThrAlaPheMH19PheIleGlyTyrSensitivePheIleGlyPhe

果蠅AChE基因(Ace中的抗性突變)2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)乙酰膽堿酯酶敏感度降低第二十三頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

家蠅抗性品系中發(fā)現(xiàn)的氨基酸點(diǎn)突變

抗性品系突變位點(diǎn)49R G365ACH2 G262AF327Y77M V180L G262A F327Y690ab G262V F327YCT V180L G262A F327YYBOL

V180L G262V F327YSH-PR V180LG262V F327YD422V

2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第二十四頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六抗性比抗性比果蠅單個(gè)和組合突變(以單字母氨基酸符號(hào)表示)對(duì)AChE抗性的影響

2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第二十五頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

AChE敏感度降低的埃及伊蚊Ace基因的定向突變

2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第二十六頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六GABA受體突變(GABAreceptormutation)

RDLGABA受體亞基的四個(gè)跨膜區(qū)(黑色矩形)和保守的半胱氨酸橋(C=C),將每二個(gè)跨膜區(qū)(M2)放大可見抗性突變位點(diǎn)S丙氨酸(Aly)絲氨酸(Ser)2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第二十七頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六電壓門控鈉離子通道突變

鈉通道結(jié)構(gòu)的模式圖[(a)根據(jù)表25.6中所列文獻(xiàn);圖(b)、(c)仿Vais等(2001)修改]a表示多種昆蟲與kdr抗性相關(guān)的突點(diǎn)位置[圖中編碼是根據(jù)家蠅para序列(見GenBankX96668);b表示離子孔周圍跨膜螺旋片段的方向;c表示根據(jù)誘變和光親和性標(biāo)記試驗(yàn)所表明的部分麻醉劑(localanesthetics,LA)、雙鞭甲藻毒素(brevetoxin,pbTx)和擬除蟲菊酯(pyrethroids,Py)與S5和S6片段結(jié)合部位位置的放大示意圖。

2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第二十八頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六醫(yī)昆kdr型抗性涉及的突變及其在Na+通道中的部位結(jié)構(gòu)域kdr突變部位蟲種文獻(xiàn)結(jié)構(gòu)域ⅠS4-S5內(nèi)環(huán)

I253VDmLee和Soderlund(2001)N端(ⅠS6-ⅡS1

接頭)的ⅠS6處D58GBgLiu等(2000)近ⅠS6處

E4334KBg

Liu等(2000)近ⅡS1處

C764RBg

Liu等(2000)結(jié)構(gòu)域Ⅱ

S6L1014FMdWilliamson等(1996)S6L1014FHiGuerrero等(1997)S6L1014FAgMartinez-Torres等(1998)S6L1014FCpMartinez-Torres等(1999b)

S6L1014SCpMartiney-Torres等(1999b)

AgRanson等(2000)

S6L1029HHvPark等(2000)S4-S5內(nèi)環(huán)

M918T*MdWilliamson等(1996)

HiGuerrero等(1997)PcLee等(2000)

S6L993FBgDong等(1997);Liu等(2000)2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第二十九頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六結(jié)構(gòu)域Ⅲ

S6M1524IDmLee和Soderlund(2001)S6M1536IDmDoyle等(1998)S6F1550IBmPittendrigh等(1997);He等(1999)S5-S6A1494VDmPittendrigh等(1997)S5-S6V1410ADmPittendrigh等(1997)ⅢⅣ5′端

結(jié)構(gòu)域ⅣS65′端P1880IBgLiu等(2000)Dm:黑腹果蠅(D.melanogaster)Md:

家蠅(M.domestica)

Cp:尖音庫(kù)蚊(C.pipiens)Ag:岡比亞按蚊(A.gambiae)Bg:德國(guó)小蠊(B.germanica)Hi:搔擾角蠅(H.irritans)Pc:頭虱(P.capitis)Bm:微小牛蜱(B.microplus)*super-kdr突變

結(jié)構(gòu)域kdr突變部位蟲種文獻(xiàn)2.抗藥性機(jī)理及其分子基礎(chǔ)第三十頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六抗性早期診斷技術(shù)

在通常情況下,在田間防治失效時(shí),抗性已是比較高了,只能換用無交互抗性的殺蟲劑。抗性治理只有在抗性基因頻率較低時(shí)才有效,所以必須對(duì)抗性種群進(jìn)行抗性監(jiān)測(cè)。

3.抗性早期診斷技術(shù)第三十一頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六區(qū)分劑量(discriminatingdosage)

技術(shù)首先獲得該蟲種的SS個(gè)體,即敏感純合子品系,對(duì)某種殺蟲劑的敏感度基線(base-linedata),然后用該品系的LC99.9(或LD99.9)的劑量處理,存活的個(gè)體即為RS和RR個(gè)體。該方法的缺點(diǎn)是:①要通過遺傳雜交的方法來純化品系,較繁瑣、費(fèi)時(shí);②難以真正完全區(qū)分RS和RR個(gè)體;若RS呈隱性,則無法將SS和RS分開;③無法了解其抗性機(jī)理。3.抗性早期診斷技術(shù)第三十二頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

F1代與SS(曲線a)或與RR(曲線b)回交后的分離情況“a”具有典型的1:1分離,“b”沒有明顯的診斷劑量3.抗性早期診斷技術(shù)第三十三頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

基于酯酶的測(cè)定方法(1)

應(yīng)用高效液相層析(high-performanceliquidchromatography,HPLC)測(cè)定單個(gè)蚊蟲的酯酶活性。酯酶水解模型底物-醋酸萘酯為醋酸和-萘酚,后者與染料固藍(lán)鹽B反應(yīng)生成一種藍(lán)紫色物質(zhì)(λ=550~600nm),用分光光度測(cè)定,以其光密度為酯酶活性。Pasteur和Georghiou(1989)根據(jù)這個(gè)原理,發(fā)展了測(cè)定單個(gè)昆蟲的酯酶濾紙快速測(cè)定法。即取單個(gè)昆蟲勻漿液(磷酸緩沖液)少許,點(diǎn)滴于濾紙上(在此濾紙為攜酶的載體),然后浸入含有--醋酸萘酯(底物)的磷酸緩沖液1min后取出,再浸入含有顯色劑的染色液,晾干后對(duì)色斑的大小和強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定和比較。

3.抗性早期診斷技術(shù)第三十四頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

微量滴度酶標(biāo)板法(microtiterplateassay)測(cè)定了單個(gè)煙芽夜蛾幼蟲的酯酶活性。測(cè)定底物為以對(duì)硝基苯乙酸(p-nitrophenylacetate,PNPA)。酶液制備:取單個(gè)幼蟲中腸,加500L勻漿緩沖液,用Polytron勻漿10s。然后進(jìn)一步勻漿(1000g,2min),上清液為酶源。酶源以1:150比例用0.1mg/L磷酸鈉緩沖液(pH7.6)稀釋,保溫液含100L稀釋的酶液和0.5mmol/LPNPA,最終容積為200L。應(yīng)用Thermomax微量滴度板酶標(biāo)儀在30℃,405nm處進(jìn)行檢測(cè)。每15s測(cè)定一次反應(yīng),總共測(cè)定15min保溫期。用96孔酶標(biāo)板為載體,依次在每孔穴中加入一定量的底物(-醋酸萘酯)和單個(gè)昆蟲的酶液,在室溫保溫30min后,加入顯色劑,置于便攜式酶標(biāo)儀下對(duì)96孔板讀數(shù)(microtiterplateassay)。

上述的2種方法的優(yōu)點(diǎn)是能快速、準(zhǔn)確地測(cè)定與酯酶活性增高相關(guān)的抗性個(gè)體。缺點(diǎn)是無法區(qū)分由酯酶性質(zhì)改變而引起的抗性。

基于酯酶的測(cè)定方法(2)

3.抗性早期診斷技術(shù)第三十五頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六基于P450單加氧酶的(微量)滴

度酶標(biāo)板測(cè)定方法

應(yīng)用對(duì)硝基茴香醚(p-nitroanisole,PNA)或甲氧基試鹵靈(methoxyresorufin,MRR)作為P450加氧酶的底物。酶液制備用單個(gè)昆蟲中腸在500L勻漿液中勻漿10s,然后離心(1000g,2min),上清液作為酶源。保溫液為75L勻漿液,10LNADPH再生系統(tǒng)[0.25mmol/LNADP+、2.5mmol/L葡萄糖-6-磷酸、1個(gè)單位葡糖-6-磷酸脫氧酶(glucose6-phosphatedehydrogenase,G6PD)]和1~5mmol/LPNA,最終體積為200L。然后用Thermomax微量滴度酶標(biāo)板讀數(shù)儀在30℃,405nm測(cè)定

3.抗性早期診斷技術(shù)第三十六頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

基于GST的快速測(cè)定法

GST活性生化測(cè)定比較復(fù)雜,而且要用分光光度計(jì)等儀器才能測(cè)定。最近Vontas等(2000)發(fā)展了一種簡(jiǎn)便的定量測(cè)定的GST活性的方法,也可用于單個(gè)昆蟲的測(cè)定。在測(cè)定中應(yīng)用GSH和CDNB在一個(gè)固定時(shí)間內(nèi)獲得線性的酶反應(yīng)后,在化學(xué)計(jì)量上應(yīng)用碘(滴度)法(iodometrictitration)測(cè)定游離的GSH,最后從不同的顏色范圍獲得測(cè)定結(jié)果。即用碘的滴度來測(cè)定GSH。用淀粉作為內(nèi)指示劑,因?yàn)樵诘矸廴芤褐械饣种艷ST活性,終止酶反應(yīng)。Brogdon和Barber(1990)應(yīng)用微量滴度板測(cè)定了單個(gè)蚊蟲的GST活性。

3.抗性早期診斷技術(shù)第三十七頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六基于乙酰膽堿酯酶的測(cè)定方法

以模型底物乙酰硫代膽堿碘化物和5,5′-二硫-雙(2-硝基苯酸)進(jìn)行Ellman反應(yīng)(Ellman等,1961),在存在少量AChE時(shí)產(chǎn)生黃色(OD412)。這種技術(shù)可用于檢測(cè)不敏感的AChE。如果單個(gè)昆蟲的樣品一分為二,一個(gè)樣品在反應(yīng)混合液中含有一個(gè)診斷濃度的殺蟲劑;而另一個(gè)樣品的反應(yīng)液中僅含有底物(無殺蟲劑),根據(jù)有無產(chǎn)生黃色,則可區(qū)分不同敏感性的變異體。

這種技術(shù)在幾種昆蟲中已作了測(cè)定,并運(yùn)用動(dòng)力學(xué)軟件作了進(jìn)一步改進(jìn),采用微量孔板讀數(shù)系統(tǒng)(microplatereadersystem)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè),可檢測(cè)單個(gè)昆蟲的抗性基因型。斑點(diǎn)印跡(dot-blot)檢測(cè)技術(shù)也已用于檢測(cè)田間抗性個(gè)體的AChE。

3.抗性早期診斷技術(shù)第三十八頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

基于Kdr的電生理測(cè)定方法

應(yīng)用電生理技術(shù)檢測(cè)Kdr。通常運(yùn)用昆蟲的神經(jīng)肌肉制備體來測(cè)定自發(fā)性微小興奮性后突觸電位(miniatureexcitatorypostsynapticpotentials,mEPSPs)和對(duì)不同濃度的擬除蟲菊酯或滴滴涕殺蟲劑反應(yīng)引發(fā)的興奮性后突觸電位(EPSPs)。細(xì)胞內(nèi)記錄顯示擬除蟲菊酯誘發(fā)mEPSP活性增加,而EPSP值下降,而在抗性昆蟲中要高濃度才能誘發(fā)。然后與敏感昆蟲相比較,就能檢測(cè)有無Kdr存在。3.抗性早期診斷技術(shù)第三十九頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六基于PCR的抗性檢測(cè)的診斷技術(shù)特異性等位基因的PCR擴(kuò)增(PCRamplificationofspecificalleles,PASA)單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析(singlestrandedconformationalpolymorphism,SSCP)PCR限制性內(nèi)切酶核苷酸(PCRrestrictionendonucleasenucleotide,PCR/REN)分析法(詳見唐振華和畢強(qiáng)編著的《殺蟲劑作用的分子行為》,2003)3.抗性早期診斷技術(shù)第四十頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六抗性種群的演化4.出抗性治理策略第四十一頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六

影響抗性演化的主要因子

遺傳學(xué)

生物學(xué)/生態(tài)學(xué)操作

4.出抗性治理策略第四十二頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六遺傳學(xué)1.抗性等位基因頻率

2.抗性等位基因數(shù)目

3.抗性等位基因的顯性

4.外顯性(penetrance)、表達(dá)性(expressivity)、抗性等位基因的相互作用

5.過去使用其它殺蟲劑的選擇作用

6.抗性基因組與適合度因子整合作用的程度,即抗性基因型和表現(xiàn)型在有或無殺蟲劑時(shí)的適合度(fitness)4.出抗性治理策略第四十三頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六生物學(xué)/生態(tài)學(xué)

生物/生態(tài)學(xué)1.繁殖力,包括世代的長(zhǎng)短和每代的蟲數(shù)

2.單配性/多配性;孤雌生殖

3.氣候和其它生態(tài)條件行為1.隔離;移動(dòng)性;遷飛

2.單食性/多食性

3.幸存;庇護(hù)4.出抗性治理策略第四十四頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六操作因子

化合物1.殺蟲劑的化學(xué)性質(zhì)

2.用藥歷史

3.殺蟲劑的殘效期

4.劑型施藥情況1.施藥的限閾

2.選擇限閾

3.施藥時(shí)的蟲期(卵、幼蟲或成蟲)

4.限制防治空間

5.施藥方式

6.用藥次數(shù)4.出抗性治理策略第四十五頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六抗性治理的策略根據(jù)不同的具體情況分為3類:①適度治理(managementbymoderation)②飽和治理(managementbysaturation)③復(fù)合作用治理(managementbymultipleattack)。

術(shù)語(yǔ)“適度”和“飽和”主要是指防治時(shí)所用藥劑的劑量而言?!皬?fù)合作用”這個(gè)術(shù)語(yǔ)用來表示長(zhǎng)期或短期的多種作用的化學(xué)選擇壓??傊?,所用的劑量應(yīng)盡可能保留種群中的敏感基因。這3類措施并不是完全孤立的,在同一個(gè)防治計(jì)劃中,這些措施可互相滲透。這完全取決于所處的實(shí)際情況。4.出抗性治理策略第四十六頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六抗性治理的化學(xué)防治策略適度治理飽和治理復(fù)合作用治理低劑量,留一部分敏感基因型個(gè)體;減少殺蟲劑使用次數(shù);應(yīng)用殘效期短的藥劑;避免使用緩釋劑;定向選擇成蟲;局部而不是全面施藥;某一代或留下一部分種群不處理;保持“庇護(hù)所”;提高防治限閾使用高劑量,使R基因表達(dá)功能隱性;用增效劑抑制解毒機(jī)制藥劑混用;藥劑輪用;藥劑鑲嵌式交替防治換用改變靶標(biāo)的新藥劑;殺蟲劑的劑型工藝4.出抗性治理策略第四十七頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六我組在該領(lǐng)域的研究進(jìn)展

建立抗性演化的模擬系統(tǒng)5.研究進(jìn)展第四十八頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六抗性演化的模擬系統(tǒng)

5.研究進(jìn)展第四十九頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六抗性由同一基因座上的兩個(gè)等位基因R和S控制的抗性害蟲種群在一種殺蟲劑作用下,種群個(gè)體的基因型可分成RR、RS和SS三種形式。根據(jù)群體遺傳學(xué)原理,在平衡種群中,三種基因型個(gè)體各自所占的比例分別為p2、2pq和q2。因此,Nt+1=Nt+1RR+Nt+1RS+Nt+1SS={(1-qc)[dbα+(1-bn)W1]pt2Nt(1-de)(1-de)+df2Mi}exp[rRR(1-Mtp/K)]+{2(1-qc)[hbn+(1-bn)W2]ptqtNt(1-dc)+2hf(1-f)Mi}exp[rRS(1-Mt/K)]+{(1-qc)[bα+(1-bα)W3]qt2Nt(1-de)(1-dc)+(1-f)2Mi}exp[rss(1-Mt/K)]Mi=[W1Pt2+2W2ptqt+W3qt2(1-bn)+[(dpt2+2hptqt+qt2)bn]Nt(1-de)(1-de)qtNa=[(W1pt2+2W2ptqt+W3qt2)(1-bn)+(dpt2+2hptqt+W3qt2)bn](1-dc)(1-de)qcMt=[(W1pt2+2W2ptqt+W3qt2)(1-bn)+dpt2+2hptqt+qt2)bα]Nt(1-dc)(1-dc)-Na+Mi[df2+2hf(1-f)+(1-f)2]Pt+1=(2Nt+1RR+Nt+1RS)/2Nt+15.研究進(jìn)展第五十頁(yè),共六十四頁(yè),編輯于2023年,星期六害蟲種群在以下模擬情況下不同的世代用藥策略處理后的R基因頻率變化N0:起始種群大?。籔0:起始基因頻率;K:環(huán)境容量。A:逐代處理(單劑);B:兩種殺蟲劑輪用;C:與增效劑混用;D:兩種殺蟲劑混用;E:兩種殺蟲劑鑲嵌式防治。

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