中國農(nóng)業(yè)大學

PAGEPAGE4 中國農(nóng)業(yè)大學本科生“URP”立項申請書項目名稱草地貪夜蛾魚尼丁受體介導的雙酰胺類殺蟲劑抗性申請人張雷工作單位中國農(nóng)業(yè)大學聯(lián)系電子信箱zhanglei860@填表日期2019.11.29中國農(nóng)業(yè)大學教務處制項目名稱草地貪夜蛾魚尼丁受體介導的雙酰胺類殺蟲劑抗性項目起止時間2020.04-2021.04項目申請人情況姓名張雷性別女出生日期1986.08最后學歷與學位博士專業(yè)技術職務講師從事專業(yè)農(nóng)業(yè)昆蟲與害蟲防治項目概況草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda(J.E.Smith)，鱗翅目，夜蛾科，是美洲最重要的夜蛾科害蟲之一，也是世界性的農(nóng)業(yè)重要遷飛害蟲（Murúaetal.,2009；李永平等，2019；吳秋琳等，2019）。在美國和巴西，主要是通過噴灑化學農(nóng)藥以及種植Bt玉米控制草地貪夜蛾的危害（Adamczyketal.,1999;Gutiérrez-Morenoetal.,2018）。與其他防治方法相比，化學防治具有成本低、效果快、效果好、使用方法簡便以及防治對象廣等優(yōu)勢，是世界各國防治草地貪夜蛾的主要手段。自從2019年1月份草地貪夜蛾入侵我國云南地區(qū)后（楊普云等，2019），我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推薦了多種化學殺蟲劑單劑，根據(jù)靶標位點的不同，可以分為作用于神經(jīng)系統(tǒng)的藥劑（鈉離子通道、氯離子通道、乙酰膽堿酯酶、乙酰膽堿受體、章魚胺受體等）、作用于呼吸系統(tǒng)的藥劑、昆蟲生長調(diào)節(jié)劑和魚尼丁受體激動劑等。氯蟲苯甲酰胺是一種對鱗翅目害蟲毒殺作用強且與其他殺蟲劑無交互抗性的環(huán)境友好型殺蟲劑，主要作用靶標為昆蟲的魚尼丁受體(\o"Cordova,2006#62"Cordovaetal.,2006)。當害蟲取食含有氯蟲苯甲酰胺的作物后會快速停止取食(\o"Hannig,2009#64"Hannigetal.,2009)，肌肉癱瘓最終導致死亡(\o"Lahm,2005#59"Lahmetal.,2005)。氯蟲苯甲酰胺是一種具有高選擇性的殺蟲劑，主要用于防治鱗翅目害蟲。由于不會與其他類型的殺蟲劑產(chǎn)生交互抗性，氯蟲苯甲酰胺對其他類型殺蟲劑已產(chǎn)生抗性的鱗翅目害蟲同樣具有較好的毒殺效果(\o"Tohnishi,2005#57"Tohnishietal.,2005)。自草地貪夜蛾入侵我國之后，這些雙酰胺類殺蟲劑被廣泛的用于防治草地貪夜蛾，必將導致草地貪夜蛾抗藥性的產(chǎn)生。根據(jù)前期我們對我國不同地理種群草地貪夜蛾對雙酰胺類殺蟲劑的抗性檢測數(shù)據(jù)來看，已發(fā)現(xiàn)相對抗性的地理種群與相對敏感的地理種群相比，抗性倍數(shù)已經(jīng)達到27倍，并且發(fā)現(xiàn)與抗藥性相關的魚尼丁受體突變位點已經(jīng)出現(xiàn)了低頻率的突變（未發(fā)表）。為進一步驗證草地貪夜蛾魚尼丁受體的突變與雙酰胺類殺蟲劑抗性的關系，草地貪夜蛾的魚尼丁受體的克隆和功能驗證必不可少。因此本研究擬開展我國不同省份田間種群草地貪夜蛾對雙酰胺類殺蟲劑的抗性監(jiān)測工作，以及探明魚尼丁受體基因在雙酰胺類殺蟲劑抗性產(chǎn)生過程中的功能。二、實施計劃及方案(明確各個環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的具體思路及考核辦法)1.開展我國不同地理種群草地貪夜蛾對雙酰胺類殺蟲劑的抗性檢測。本項目擬對不同地理種群草地貪夜蛾進行雙酰胺類殺蟲劑（氯蟲苯甲酰胺和四氯蟲酰胺）的生物測定，明確我國不同地理種群草地貪夜蛾對不同雙酰胺類殺蟲劑的抗性水平。結合實驗操作和相關文獻的閱讀，了解我國草地貪夜蛾抗藥性現(xiàn)狀。本環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學生掌握基本的昆蟲毒理學中的生物測定方法，以及學會用PoloPuls軟件對數(shù)據(jù)進行處理。2.克隆魚尼丁受體基因的全長序列提取草地貪夜蛾全蟲的總RNA，反轉錄為cDNA后作為模板，設計特異性引物分段克隆出草地貪夜蛾魚尼丁受體基因的全長序列，測序并對序列進行分析。本環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學生基本的分子生物學實驗技術以及相關分子生物學軟件的使用，使學生熟練掌握基因克隆相關技術。3.草地貪夜蛾魚尼丁受體突變與雙酰胺類殺蟲劑抗性分子機制根據(jù)前期已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的草地貪夜蛾魚尼丁受體突變位點，運用RNAi技術研究草地貪夜蛾魚尼丁受體基因的表達量在草地貪夜蛾對雙酰胺類殺蟲劑耐受性的變化中的作用，以及基因敲除技術構建草地貪夜蛾魚尼丁受體突變體，研究草地貪夜蛾魚尼丁受體基因與雙酰胺類殺蟲劑抗性的關系。本環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學生對文獻的閱讀和理解能力，以及動手操作能力和撰寫論文的能力。本項目考核辦法為提交URP結題報告以及發(fā)表相關學術論文1-2篇。三、項目實施的基礎和條件1）申請人基礎：項目申請人一直圍繞著昆蟲抗藥性機制相關的研究，有較好的前期研究基礎和實驗條件。已發(fā)表SCI論文10篇（其中第一或通訊作者3篇；），授權發(fā)明專利3項，目前主持國家自然基金青年基金1項，參與國家自然科學基金重點項目1項。2）充足的實驗材料：本項目生物材料等相關儀器已經(jīng)準備好。草地貪夜蛾的人工飼料飼養(yǎng)技術已經(jīng)在本實驗室成功建立；前期已經(jīng)對草地貪夜蛾魚尼丁受體基因進行了很多前期研究工作，已發(fā)現(xiàn)在草地貪夜蛾對雙酰胺類殺蟲劑相對抗性的地理種群和相對敏感的地理種群，并且發(fā)現(xiàn)了與抗藥性相關的魚尼丁受體突變位點已經(jīng)出現(xiàn)了低頻率的突變。3）成熟的技術保障：申請人多年來從事昆蟲抗藥性機制相關的研究，具有扎實的昆蟲分子生物學以及數(shù)據(jù)分析技術，熟悉相關領域前沿進展。項目組成員具備扎實的昆蟲分子生物學理論基礎，能夠協(xié)助本項目順利完成。4）完善的儀器設備：本課題組所在的昆蟲毒理與生理生化實驗室，及其所隸屬具備的211工程重點實驗室，具備所有的開展本項研究的儀器設備。四、學生提交的成果1.詳細的實驗數(shù)據(jù)記錄、照片和視頻資料；2.關于草地貪夜蛾魚尼丁受體突變的研究報告以及學術論文1-2篇。

五、經(jīng)費預算本項目申請科研經(jīng)費直接費用共計1.0萬元，其中主要有：實驗期間需要進行草地貪夜蛾的飼養(yǎng)