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灰飞虱的抗药性相关突变与田间抗性监测

灰飞虱的抗药性相关突变与田间抗性监测

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作者：张雨霞南京农业大学

学位级别：硕士

灰飞虱Laodelphax striatellus（Fallén）属于半翅目、飞虱科,是禾谷类作物的主要害虫之一,与其介导的病毒病一起严重威胁水稻、玉米和小麦等作物的生产。2000年前后,苏、鲁、浙、皖等地区发生严重,同时传播水稻条纹叶枯病和玉米粗缩病... 详细信息

灰飞虱Laodelphax striatellus（Fallén）属于半翅目、飞虱科,是禾谷类作物的主要害虫之一,与其介导的病毒病一起严重威胁水稻、玉米和小麦等作物的生产。2000年前后,苏、鲁、浙、皖等地区发生严重,同时传播水稻条纹叶枯病和玉米粗缩病,给水稻和春玉米的稳产、高产带来严重影响。长期以来,化学防治一直是控制灰飞虱危害的主要手段,而不科学的用药,使灰飞虱的抗药性不断发生,对化学防治造成一定的困难,迫切需要灵敏的抗药性检测技术,以便实施抗药性早期监测和预防治理。目前监测灰飞虱对杀虫剂的抗性水平主要采用生物测定的方法,虽然基因检测具有灵敏度高、不需要标准试虫等很多优点,但实践中很少有利用已报道的突变进行抗药性监测的报道,甚至由于抗药性的多因素效应,尚不能确定这些突变在灰飞虱田间抗药性形成中的作用。本文首先利用生物测定确定不同田间种群的相对抗药性水平,然后检测不同种群的抗药性相关基因的频率,同时利用药剂进行筛选处理,测定处理前后抗药性基因的频率变化,由此通过对比分析,确定抗药性基因突变频率与田间抗药性的关系,为建立可靠的抗药性基因检测技术奠定基础。具体研究结果如下:采用微量点滴法测定了江苏大丰地区灰飞虱对溴氰菊酯,乙虫腈,吡虫啉,噻虫嗪,毒死蜱的抗药性水平,LD50值从大到小依次为:溴氰菊酯（30.342 ng/头）、毒死蜱（10.356ng/头）、噻虫嗪（1.898ng/头）、吡虫啉（1.716ng/头）、乙虫腈（0.314ng/头）,与前人报道的敏感品系数据相比,抗性倍数依次为31.3、5.9、0.8、2.3、2.6。由此发现,苯基吡唑类杀虫剂乙虫腈和新烟碱类杀虫剂吡虫啉、噻虫嗪毒力较高,灰飞虱均处于敏感阶段,对拟除虫菊酯类杀虫剂嗅氰菊酯和有机磷类杀虫剂毒死蜱分别处于中等和低水平抗性。采用基准剂量比较测定了江苏大丰、辽宁沈阳和湖北孝感三个地理种群灰飞虱对乙虫腈和嗅氰菊酯的抗药性,发现三个地区灰飞虱对乙虫腈的抗药性差异不大,但江苏大丰种群对溴氰菊酯的抗药性明显高于其他两个种群。这些测定结果对田间防治灰飞虱的选择用药具有一定的指导意义。已有报道GABA受体Rdl亚基A2’N突变是灰飞虱对苯基吡唑类杀虫剂的抗性突变。本文采用扩增子测序技术,对我国三个地理种群灰飞虱的GABA受体Rdl亚基A2’N突变频率进行了分析。结果发现不同地理种群灰飞虱Rdl亚基基因的A2’N突变频率由高到低依次为江苏大丰（18.90%）、辽宁沈阳（14.48%）、湖北孝感（0.04%）。江苏大丰种群的A2’N抗性突变频率最高,湖北孝感的最低,这与它们对苯基吡唑类杀虫剂乙虫腈的抗性水平并不一致。但经乙虫腈筛选处理后,A2’N基因突变频率均有所升高,表明灰飞虱的A2’N突变具有抗性功能。讨论认为灰飞虱田间种群抗药性取决于多种抗药性机制,单独检测该基因突变无法准确预测灰飞虱对乙虫腈的抗药性。此外,本研究还比较了取样量对检测结果的影响,结果发现取样量在50-200头之间对扩增子测序检测灰飞虱A2’N突变的结果没有明显影响。本文利用PCR和分子克隆技术,以江苏大丰、辽宁沈阳和湖北孝感的灰飞虱田间品系基因组DNA为模板,对cyp6ay3v2基因5’侧翼区的部分片段进行克隆,并检测与嗅氰菊酯抗性相关的缺失突变。结果发现江苏大丰、辽宁沈阳和湖北孝感三个地理种群的cyp6ay3v2基因5’侧翼区序列碱基缺失频率都很高,从大到小依次为湖北孝感（93.5%）、江苏大丰（90%）、辽宁沈阳（86.7%）,与2009年检测的江苏建湖种群突变相比明显升高,表明cyp6ay3v2基因的5’侧翼区的碱基缺失突变,有利于田间灰飞虱的繁衍,也与灰飞虱对嗅氰菊酯抗药性水平变化一致,但讨论同样认为,单独检测该基因突变无法准确预测灰飞虱对嗅氰菊酯的抗药性。

关键词：灰飞虱抗药性 cyp6ay3v2 Rdl亚基基因突变

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