黃鈺淞，梁文濤，謝佳燕

(武漢輕工大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院，湖北武漢 430023)

麥二叉蚜(Schizaphis graminum)是一類重要的世界性農(nóng)田作物害蟲，除直接對植株造成機(jī)械傷害、汲取營養(yǎng)外，還可導(dǎo)致小麥黃矮病在作物間的傳播［1］。吡蟲啉 (Imidacloprid)是一類新型氯化煙堿類藥劑，對飛虱、蚜蟲等刺吸式口器害蟲具有較高的毒力作用［2］。但隨著吡蟲啉的大量和大范圍施用，許多文獻(xiàn)報(bào)道了同翅目昆蟲對吡蟲啉的敏感性降低，甚至發(fā)現(xiàn)抗吡蟲啉的害蟲［3］。潘文亮等［4］對清苑、辛集、昌黎等地的繡線菊蚜(Aphis spiraeccla)進(jìn)行生物測定，發(fā)現(xiàn)這3個(gè)地區(qū)的繡線菊蚜對吡蟲啉的敏感性有不同程度的降低。王開運(yùn)等［5］在山東主要蔬菜區(qū)發(fā)現(xiàn)吡蟲啉敏感性下降水平各異的瓜(棉)蚜(Aphis gossypii Glover)。于彩虹等［6］利用三種殺蟲劑對棉蚜進(jìn)行室內(nèi)選育，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過相同代數(shù)的篩選，棉蚜對吡蟲啉的抗性發(fā)展速度低于另外兩種非新煙堿類殺蟲劑。吡蟲啉能夠在一定時(shí)間程度上保持藥效，但長時(shí)間連續(xù)使用殺蟲劑可增加害蟲產(chǎn)生抗性的風(fēng)險(xiǎn)。因此，對害蟲進(jìn)行殺蟲劑室內(nèi)抗性選育對于預(yù)測害蟲對殺蟲劑抗性的產(chǎn)生發(fā)展及其抗性治理具有重要的意義。筆者通過對室內(nèi)麥二叉蚜進(jìn)行吡蟲啉的抗性選育，并檢測其體內(nèi)抗性相關(guān)酶活性的變化，旨在準(zhǔn)確有效地監(jiān)測麥二叉蚜種群抗性的發(fā)展動(dòng)態(tài)及及其相關(guān)的生化機(jī)制，為田間抗性預(yù)測和合理使用殺蟲劑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

麥二叉蚜吡蟲啉相對敏感品系(F0)于2011年采自西藏田間，帶回室內(nèi)盆栽麥苗人工氣候培養(yǎng)箱中傳代培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為25℃，濕度為70%，光照比 L∶D=14 h∶10 h。

麥二叉蚜吡蟲啉抗性品系(F1－F13)選育:參照王開運(yùn)等［7］的方法于實(shí)驗(yàn)室利用70%吡蟲啉水分散粒劑(拜耳作物科學(xué)中國有限公司產(chǎn)品)對吡蟲啉相對敏感品系麥二叉蚜(F0)進(jìn)行13個(gè)世代的抗性選育，每次篩選控制麥二叉蚜死亡率在70%左右。

1.2 生物測定

參照Moores等［8］的方法進(jìn)行了改進(jìn)。用丙酮作對照，每瓶放25—30頭無翅成蚜，每個(gè)濃度重復(fù)三次。5 h后檢查死蟲數(shù)(死亡標(biāo)準(zhǔn)為輕觸時(shí)蟲體不動(dòng))，計(jì)算死亡百分率。

1.3 酶活性檢測

酯酶活性測定參照Valles等［9］的方法。乙酰膽堿酯酶(AChE)采用南京建成生物工程研究所的乙酰膽堿酯酶(T-CHE)測試盒，依據(jù)說明書進(jìn)行檢測，乙酰膽堿酯酶酶活力單位定義為每毫克組織蛋白在37℃保溫6 min，水解反應(yīng)體系中1 μmol基質(zhì)為1個(gè)活力單位。谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶(GST)采用南京建成生物工程研究所的谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶(GST)測試盒，依據(jù)說明書進(jìn)行檢測。谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶酶活力單位定義為每毫克組織蛋白，在37℃反應(yīng)1 min扣除非酶促反應(yīng)，使反應(yīng)體系中谷胱甘肽濃度降低1μmol/L為一個(gè)酶活力單位。酶活力測定各重復(fù)3次。蛋白值測定參照Bradford［10］方法，使用牛血清白蛋白做標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理與分析采用Excel軟件，SPSS 19.0軟件計(jì)算LC50值及選育組與相對敏感品系組的相關(guān)酶活性比較進(jìn)行t-檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 麥二叉蚜對吡蟲啉的抗性選育

麥二叉蚜在經(jīng)過13代抗性選育后的結(jié)果見圖1。結(jié)果表明，經(jīng)過殺蟲劑的逐代選擇，麥二叉蚜對吡蟲啉的LC50值逐漸增加，F(xiàn)13時(shí)LC50值為相對敏感品系(F0)的7.21倍，表明麥二叉蚜對吡蟲啉的敏感性逐漸下降。

圖1 麥二叉蚜吡蟲啉抗性選育的LC50值

2.2 麥二叉蚜吡蟲啉抗性選育過程中相關(guān)酶活性的變化

在麥二叉蚜吡蟲啉抗性選育過程中，其酯酶、乙酰膽堿酯酶和谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶的活性見圖2。由圖2可知，麥二叉蚜相對敏感品系F0與選育品系F13的酯酶活性無顯著差異(P＞0.05)，但兩者間的乙酰膽堿酯酶和谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶的酶活性存在顯著差異(P＞0.05)，麥二叉蚜F13的乙酰膽堿酯酶和谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶活性分別是F0的1.88和1.31倍。

3 討論

殺蟲劑在田間的長期施用，有助于昆蟲抗藥性的積累和快速進(jìn)化［11］筆者在研究中通過對麥二叉蚜進(jìn)行吡蟲啉逐代選育，其LC50值明顯增加，表明麥二叉蚜經(jīng)過選育對吡蟲啉的敏感性逐代下降。在選育過程中，前7代時(shí)，麥二叉蚜對吡蟲啉的LC50值逐漸上升，從第8代至第13代，其LC50值變化趨于穩(wěn)定，但在13代的選育過程中麥二叉蚜對吡蟲啉的敏感性變化相對較緩。李菁［12］對棉蚜吡蟲啉抗性發(fā)展的研究也獲得相似的結(jié)論。結(jié)果表明吡蟲啉可在一定時(shí)間內(nèi)保持較高的毒效。

圖2 麥二叉蚜F0與F13代的酯酶(A)、乙酰膽堿酯酶(B)和 谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶(C)活性

長時(shí)間連續(xù)使用殺蟲劑，可增加害蟲產(chǎn)生抗性的風(fēng)險(xiǎn)，與殺蟲劑代謝相關(guān)的酶系其酶活力的增強(qiáng)是害蟲對殺蟲劑產(chǎn)生抗性的主要原因之一［13］。潘文亮等［14］發(fā)現(xiàn)棉蚜抗吡蟲啉品系的羧酸酯酶和谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶活力高于敏感品系。韓曉莉［15］研究增效劑對殺蟲劑的增效作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)麥長管蚜(Sitobion avenae)對吡蟲啉的抗性與羧酸酯酶，谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶及多功能氧化酶的活性增高有關(guān)。Li等［16］認(rèn)為細(xì)胞色素P450在家蠅(Musca domestica)對吡蟲啉的抗性中可能起到重要的作用。但邱高輝［17］未發(fā)現(xiàn)抗吡蟲啉的麥長管蚜其谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶活性有明顯變化。不同昆蟲物種對吡蟲啉產(chǎn)生抗性的機(jī)制可能存在一定的差異。本研究通過對麥二叉蚜進(jìn)行吡蟲啉逐代選育后，其酯酶活力與選育初期相比無明顯差異，但其乙酰膽堿酯酶和谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶活力顯著高于選育初期。乙酰膽堿酯酶和谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶酶活力的改變可能與麥二叉蚜對吡蟲啉敏感性下降密切相關(guān)。

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