小菜蛾对啶虫丙醚抗性机制的相关研究进展--王然

2020年08月12日 15:41　　浏览次数：858

大家好，我是蔬菜害虫研究室的王然，今天和大家分享的内容是小菜蛾对啶虫丙醚抗性机制的相关研究进展。

啶虫丙醚，又称三氟甲吡醚，是由日本住友化学公司研发的具有独特化学结构的杀虫剂。投入市场的初期，在美国、印度、埃及、土耳其等多个国家相继登记用于蔬菜以及设施农业害虫防治，随后经全球应用效果证明，其对果蔬、烟草等农作物上的鳞翅目害虫防治效果显著。啶虫丙醚良好的杀虫效果与其独特的化学结构及作用机制直接相关，然而，自啶虫丙醚上市以来，其作用的靶标不明确，杀虫机理、机制的相关研究成果鲜有报道，这也成为了制约此类杀虫剂创制乃至后期抗性管理的重要瓶颈问题。多年前，来自英国利物浦大学和先正达公司的研究团队曾发现啶虫丙醚对家蚕细胞具有一定毒性，并证明啶虫丙醚能够促使家蚕的正常细胞凋亡；进一步的代谢实验和蛋白组学研究发现，细胞色素P450参与了啶虫丙醚的代谢，并推测其杀虫机制可能与活性氧的产生有关。

针对啶虫丙醚作用靶标的探索，本人计划通过研究小菜蛾对啶虫丙醚的抗性机制，明确啶虫丙醚对小菜蛾的作用靶标。小菜蛾属于鳞翅目菜蛾科，是世界范围内的一种重要害虫，其寄主植物种类达40多种，主要为害十字花科蔬菜。由于其生活周期短、繁殖能力强、世代重叠严重及田间不合理用药，使得小菜蛾已对80余种常见杀虫剂产生了不同程度的抗性。因此，小菜蛾是目前杀虫剂抗药性机制研究的重要对象之一。

首先，团队于2016-2017年期间在华中、华东及华南部分地区针对小菜蛾对啶虫丙醚的抗药性水平开展了监测工作，在我国首次建立了田间小菜蛾对啶虫丙醚的敏感性基线，并在广州田间采集到了一个高水平抗性的田间抗性品系，抗性倍数约1000倍。同时，通过对室内小菜蛾敏感品系进行多代连续药剂筛选，获得了约30倍的室内抗性品系。随后，选择作用靶标不同的常用杀虫剂：阿维菌素、溴虫腈、氯虫苯甲酰胺、氟虫腈，针对田间抗性种群和室内抗性种群建立了交互抗性谱，结果显示，室内抗性种群只对氟虫腈存在低水平交互抗性，田间抗性种群对上述四种常见杀虫剂均存在高水平交互抗性。上述结果表明，室内筛选抗性品系与田间抗性品系的抗性机制可能存在差异。

室内抗性种群，由于其与室内敏感品系的遗传背景一致，通过对二者开展转录组测序、建立基因表达谱及定量PCR验证，已初步明确1个细胞色素P450基因（简称CYP基因）在室内抗性种群中显著过量表达，被视为可能与抗性相关。目前，团队正在通过昆虫细胞杆状病毒表达系统，对CYP基因进行功能表达，以便明确其对啶虫丙醚的体外代谢能力；同时，利用基因编辑技术已筛选获得缺失CYP基因的杂合体种群，目前，正在对其后代进行自交筛选，计划获得纯合种群，为进一步证明该基因的功能提供证据。

田间抗性种群，由于来源于田间，遗传背景较为复杂，无法直接与室内敏感品系构建基因表达谱。一方面，为了纯化田间抗性种群的遗传背景，团队利用田间抗性种群和室内敏感品系开展杂交及多代回交，已获得小菜蛾近等基因系抗性品系，并计划建立其与敏感品系的差异基因表达谱。另一方面，团队计划利用田间高水平抗性种群通过开展全基因组关联分析（GWAS）和数量性状基因座（QTL）定位，确定与啶虫丙醚抗性相关的连锁群，为进一步工作提供基础。目前，团队已完成了杂交家系的构建，正在讨论具体的测序工作细节。

今天和大家分享的内容到此结束，感谢大家的收听。

来源：植环所广播站