小菜蛾氯虫苯甲酰胺抗性快速形成的生物学机制

【作者】 王海慧； 章金明； 吕要斌；

【机构】 杭州师范大学生命与环境科学学院； 浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所；

【摘要】 小菜蛾[Plutella xylostella(Linnaeus)]是世界性的十字花科蔬菜害虫,在我国每年均造成严重的经济损失。氯虫苯甲酰胺(chlorantraniliprole)是一种邻甲酰氨基苯甲酰胺类杀虫剂,其通过高效激活昆虫肌肉鱼尼丁受体,过度释放细胞内钙库中的钙离子,导致昆虫瘫痪死亡。由于该药剂作用机制新颖,与常规药剂无相互抗性,且杀虫谱广活性高,自2008年在中国正式上市以来,被广泛用于水稻、蔬菜等多种作物上的害虫防治。但抗性监测显示,经过2009——2011年3年的使用,我国广东增城小菜蛾种群已经产生了606倍的抗性(胡珍娣等,2012年),而Wang等(2012)等的研究则显示同样来自广东增城的小菜蛾种群对该药剂产生了2 140倍的抗药性,在当地该药剂已无法控制小菜蛾的为害,田间抗性形成速度极快。但是室内对多种鳞翅目害虫抗性筛选则显示,氯虫苯甲酰胺抗性形成的速度并未有田间那样快,如Lai和Su(2011)对甜菜夜蛾Spodoptera exigua连续22代汰选后,其抗性仅上升12倍;Sial和Brunner(2012)对蔷薇斜纹卷叶蛾(Choristoneura rosaceaha)筛选12代,抗性水平仅升高8.5倍。而谭晓伟(2012)在室内用氯虫苯甲酰胺筛选小菜蛾23代,与起始种群相比,抗性上升了17.11倍,与同源对照种群相比,抗性仅仅上升了16.81倍。因此,我们推测虽然解毒酶活性和靶标位点突变等是氯虫苯甲酰胺抗性产生的重要因素,但是不是还有其他因子在决定抗性形成速度中扮演重要作用呢?本论文以氯虫苯甲酰胺高抗(大于200倍)、低抗(约15倍)(高抗和低抗上一代未用氯虫苯甲酰胺处理)和敏感3个品系为对象,在实验室条件下[温度(24±1)℃,相对湿度70%±10%]比较了3个品系与生长发育相关的卵孵化率、卵平均历期、幼虫期、蛹期、成虫寿命、产卵天数等生物参数的变化情况。本研究不仅可明确氯虫苯甲酰胺抗性对小菜蛾各个发育阶段的具体影响,也为探究其抗性快速形成是否存在内在生物学机制提供一些参考。实验的初步结果如下:①高抗品系、低抗品系、敏感品系的平均产卵量分别为65.75颗、70.08颗、49.90颗,高抗和低抗品系产卵量高于敏感品系,且差异显著(P<0.05,下同);高抗品系卵孵化率0.63要比低抗品系78%和敏感品系70%略低,但3个品系间差异不显著;卵的平均历期为3.3天,低于低抗品系的3.7天和敏感品系的3.4天。②高抗品系、低抗品系、敏感品系幼虫期分别为11.56天、12.21天、11.78天,三者差异不明显;蛹期分别为5.50天、6.08天、7.19天,低抗品系蛹期更长,并与高抗品系、敏感品系间差异显著。③高抗品系、低抗品系、敏感品系雌成虫的存活天数分别为17.59天、16.75天、15.90天,三者差异不显著。高抗品系、低抗品系、敏感品系雄成虫的存活天数分别为20.93天、18.86天、17.48天,差异性也不显著。④高抗品系、低抗品系、敏感品系产卵前期天数分别为2.70天、2.22天、1.79天,随着抗性倍数的增加,产卵前期在变长。高抗品系、低抗品系、敏感品系产卵期分别为13.91天、13.22天、12.71天,三者差异也不显著。在本试验中,氯虫苯甲酰胺高抗品系、低抗品系与敏感种群比并未有明显的生长发育方面的劣势,甚至在产卵量方面更多,显示出一定的竞争优势。但是分析3个品系各个生物学参数后也发现,本次试验的产卵量比较低,幼虫期明显较长,这是实验方法引起的,还是试验误差需要通过正式实验来验证。更多还原