本文關(guān)鍵詞：我國桃蚜田間種群抗藥性和遺傳變異研究

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【摘要】：桃蚜Myzus persicae (Sulzer)屬半翅目(Hemiptera),蚜科(Aphididae),是世界性的重要經(jīng)濟作物害蟲,主要通過直接取食植物汁液或傳播多種植物病毒,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重損失。長期以來,桃蚜的防治一直以化學(xué)防治為主,由于頻繁使用農(nóng)藥,桃蚜對有機磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類、新煙堿類等多種殺蟲劑已產(chǎn)生了不同程度的抗藥性。本文以田間桃蚜為研究對象,通過生物測定方法系統(tǒng)監(jiān)測了2011-2014年我國桃蚜田間種群對10種殺蟲劑的抗藥性水平,并通過增效劑實驗、生物化學(xué)和分子生物學(xué)方法對我國桃蚜田間種群的抗藥性機制進行了研究,通過氯氰菊酯或啶蟲脒處理田間試驗區(qū)桃蚜,研究了10個田間試驗區(qū)桃蚜對9種殺蟲劑的敏感性變化,并通過構(gòu)建桃蚜種群生命表,研究了桃蚜對氟啶蟲胺腈的亞致死效應(yīng)及其抗性風(fēng)險評估,最后,通過微衛(wèi)星標記對我國桃蚜地理種群的遺傳多樣性和遺傳變異進行了分析,主要結(jié)果如下：1.采用葉片藥膜法系統(tǒng)監(jiān)測了2011-2014年我國11省市62個桃蚜田間種群對高效氯氰菊酯等10種殺蟲劑抗性水平,并與室內(nèi)敏感品系毒力基線進行比較。結(jié)果表明：桃蚜田間種群對高效氯氰菊酯產(chǎn)生了多種水平的抗性(RF=2.69-472),其中62.9%和22.6%種群對效氯氰菊酯分別產(chǎn)生了高水平抗性和極高水平抗性；對氯氰菊酯產(chǎn)生了中等至高水平抗性(RF=15.3-123),其中72.1%種群產(chǎn)生了高水平抗性；對溴氰菊酯產(chǎn)生了低水平至高等水平抗性(RF=4.1-139.3),其中55.2%種群為高抗水平；對聯(lián)苯菊酯的敏感性不同(RF=1.0-306.5),其中19.1%種群產(chǎn)生了高水平抗性；對抗蚜威產(chǎn)生了不同程度的抗性(RF=0.09-102),其中50%種群產(chǎn)生了高水平抗性；對氧化樂果產(chǎn)生了由低到極高水平抗性(RF=6.6-279),其中30%種群產(chǎn)生了高水平抗；21.7%種群對滅多威產(chǎn)生了高水平抗性；對毗蟲啉(RF=0.3-2853),32.8%種群對吡蟲啉敏感,34.4%種群對吡蟲啉產(chǎn)生了中等水平抗性,6.6%種群對吡蟲啉產(chǎn)生了高或極高水平抗性,河北隆堯種群抗性倍數(shù)最高為2853；對啶蟲脒產(chǎn)生了各種水平抗性(RF=0.03-168.7),其中41.9%種群對啶蟲脒處于敏感水平,24.2%種群對啶蟲脒產(chǎn)生了中等水平抗性,11.3%種群產(chǎn)生了高或極高水平抗性；100%種群對氟啶蟲胺腈處于敏感水平(RF1)。2011-2014年,我國桃蚜田間種群對9種殺蟲劑總體產(chǎn)生了中高等水平抗性,但不同地區(qū)間存在一定的差異,總體上江蘇、上海、山東和河北等華東華北地區(qū)桃蚜對殺蟲劑的抗性水平高于貴州、四川和青海等西南西北地區(qū)。2.通過增效劑實驗、酶活性測定、酯酶擴增和L1014F kdr突變檢測等方法,對我國田間桃蚜抗藥性機理進一步研究,結(jié)果表明：(1)在田間桃蚜種群中PBO對高效氯氰菊酯、氯氰菊酯、氧樂果、抗蚜威和吡蟲啉具有增效作用,最高增效比為1.82-23.3,DEM對抗蚜威增效1.38倍,DEF對高效氯氰菊酯增效1.34倍。(2)2011-2014年32個桃蚜田間種群中,其中有30個種群的平均羧酸酯酶活性(16.83-50.72 mOD/min/頭)顯著大于敏感種群(11.39 mOD/min/頭),只有2013年的北京種群(16.12 mOD/min/頭)和河北故城種群(16.11 mOD/min/頭)的羧酸酯酶活性與敏感品系沒有顯著性差異。(3)45個桃蚜田間種群的單頭酯酶擴增頻率都顯著高于室內(nèi)敏感種群(5%),其中有29個桃蚜田間種群中單頭酯酶擴增頻率為100%,其余16個種群中單頭酯酶擴增頻率為25-97.5%,且全部為FE4酯酶擴增,暫未發(fā)現(xiàn)E4酯酶擴增。(4)45個桃蚜田間種群中有10個種群未發(fā)生L1014F突變,為敏感純合基因型,有30個種群發(fā)生雜合突變,基因型突變頻率為2.7-96.73%,還有5個種群所檢測的個體全部發(fā)生雜合突變,RS基因型頻率為100%,暫未發(fā)現(xiàn)RR純合抗性突變。以上結(jié)果表明多功能氧化酶和羧酸酯酶活性的提高、FE4酯酶擴增、L1014F(kdr)突變等多種抗性機制聯(lián)合作用導(dǎo)致了我國桃蚜田間種群對擬除蟲菊酯、有機磷和氨基甲酸酯類等多種類型殺蟲劑產(chǎn)生不同程度的抗性。3.通過葉片藥膜法測定2011-2012年10個田間試驗區(qū)氯氰菊酯或啶蟲脒藥劑處理后桃蚜對9種常用殺蟲劑的敏感性變化,研究了田間藥劑處理對試驗區(qū)桃蚜抗性發(fā)展的影響。結(jié)果表明,氯氰菊酯田間處理對2011年河北寬城、遼寧大連、遼寧綏中和2012年四川青神4個試驗區(qū)桃蚜種群對9種殺蟲劑的抗性水平幾乎沒有影響,但對2012年其余6個試驗區(qū)藥后桃蚜對9種藥劑中的1-2種藥劑的抗性水平有所提高。4.氟啶蟲胺腈LC25處理桃蚜后,對F0代成蟲壽命和繁殖率均無顯著影響,對F1代各若蟲歷期、成蟲壽命和成蟲產(chǎn)蚜前期也沒有顯著影響,但能顯著延長F1代成蟲前期和繁殖期,從而增加總產(chǎn)蚜量,F1代的內(nèi)稟增長率r和周限增長率λ都顯著降低,但凈生殖率R0和總繁殖率GRR卻顯著增加,且平均世代時間T和總產(chǎn)蚜前期TPOP顯著延長。表明氟啶蟲胺腈LC25處理桃蚜對當代生殖沒有刺激作用,但對其子代的生殖有一定的刺激作用,能夠產(chǎn)生跨代亞致死效應(yīng),能夠產(chǎn)生毒物興奮效應(yīng),存在產(chǎn)生再猖獗和抗性的風(fēng)險。5.利用微衛(wèi)星標記技術(shù),設(shè)計10對微衛(wèi)星引物,對采自我國7個省市的8個桃蚜地理種群進行遺傳變異分析。結(jié)果表明8個桃蚜地理種群遺傳多樣性都較高,其中河北寬城、山東青島、天津西青種群多樣性最高,其次為福建寧德、江蘇宜興、貴州貴陽、江蘇鹽城種群,四川成都種群遺傳多樣性最低。我國桃蚜8個地理種群間存在較高水平的遺傳變異,河北寬城和江蘇宜興種群間分化程度最低,FST為0.0714；山東青島和河北寬城種群(FST=0.1061),山東青島和江蘇宜興種群(FST=0.1090)之間為中度分化；四川成都和江蘇鹽城種群間達到極度分化(FST=0.4271),8個地理種群間的遺傳變異主要存在于個體間(95.71%),且各位點的平均基因流Nm=0.73431,不足以抵抗遺傳漂變等因素,從而導(dǎo)致了遺傳分化。8個桃蚜地理種群中,最大的奈氏遺傳距離(DA)出現(xiàn)在四川成都和江蘇鹽城種群之間(DA=0.6257),這可能是高山導(dǎo)致四川成都和江蘇鹽城種群間的遺傳分化和地理隔離,當最小遺傳距離出現(xiàn)在河北寬城和江蘇宜興種群之間(DA=0.1563)。
【關(guān)鍵詞】：桃蚜 抗藥性監(jiān)測 抗性機制 氟啶蟲胺腈 亞致死效應(yīng) 微衛(wèi)星 遺傳分化
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S433.3
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 文獻綜述12-33
• 1.1 桃蚜的生物學(xué)特性12-13
• 1.2 桃蚜的抗藥性研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 桃蚜對有機氯和環(huán)戊二烯類殺蟲劑的抗性13-14
• 1.2.2 桃蚜對有機磷類殺蟲劑的抗性14-15
• 1.2.3 桃蚜對氨基甲酸酯類殺蟲劑的抗性15-16
• 1.2.4 桃蚜對擬除蟲菊酯類殺蟲劑的抗性16
• 1.2.5 桃蚜對新煙堿類殺蟲劑的抗性16-17
• 1.3 桃蚜抗藥性的生理生化和分子機制17-26
• 1.3.1 酯酶(E4/FE4)擴增18-19
• 1.3.2 變構(gòu)的乙酰膽堿酯酶(MACE)19-21
• 1.3.3 電壓門控鈉離子通道突變(kdr/super-kdr)21-23
• 1.3.4 γ-氨基丁酸(GABA)受體亞基基因的復(fù)制和突變(rdl)23-24
• 1.4.5 細胞色素P450 CYP6CY3過表達24-25
• 1.3.6 乙酰膽堿受體(nAChR)基因突變25
• 1.3.7 藥劑對表皮穿透能力降低25-26
• 1.4 桃蚜抗性監(jiān)測方法及抗性治理策略26-28
• 1.4.1 桃蚜的抗性監(jiān)測方法26-27
• 1.4.2 抗性治理策略27-28
• 1.5 蚜蟲種群遺傳學(xué)及微衛(wèi)星分子標記技術(shù)28-32
• 1.5.1 害蟲種群遺傳多樣性研究的意義28-29
• 1.5.2 分子標記技術(shù)在害蟲種群遺傳學(xué)研究中的應(yīng)用29-32
• 1.6 本文的研究目的和意義32-33
• 第二章 我國桃蚜田間種群的抗藥性監(jiān)測33-78
• 2.1 材料與方法33-36
• 2.1.1 供試蟲源33-35
• 2.1.2 供試藥劑與耗材35
• 2.1.3 儀器設(shè)備35
• 2.1.4 桃蚜的飼養(yǎng)35
• 2.1.5 生物測定方法35-36
• 2.1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析36
• 2.2 結(jié)果與分析36-75
• 2.2.1 桃蚜敏感品系對9種殺蟲劑的敏感性36
• 2.2.2 2011年桃蚜田間種群對9種殺蟲劑的抗性監(jiān)測36-46
• 2.2.3 2012年桃蚜田間種群對9種殺蟲劑的抗性監(jiān)測46-56
• 2.2.4 2013年桃蚜田間種群對9種殺蟲劑的抗性監(jiān)測56-66
• 2.2.5 2014年桃蚜田間種群對9種常用殺蟲劑的抗性監(jiān)測66-68
• 2.2.6 2011-2014年田間桃蚜種群對9種殺蟲劑的抗性發(fā)展趨勢68-75
• 2.3 小結(jié)與討論75-78
• 第三章 田間藥劑處理對桃蚜抗性發(fā)展的影響78-90
• 3.1 材料與方法78-80
• 3.1.1 供試桃蚜的采集與飼養(yǎng)78-79
• 3.1.2 供試藥劑79
• 3.1.3 儀器設(shè)備79-80
• 3.1.4 飼養(yǎng)方法80
• 3.1.5 生物測定方法80
• 3.1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析80
• 3.2 結(jié)果與分析80-89
• 3.3 小結(jié)與討論89-90
• 第四章 我國桃蚜田間種群抗藥性生理生化與分子機制90-115
• 4.1 材料與方法90-95
• 4.1.1 供試蟲源91
• 4.1.2 供試藥劑與試劑耗材91
• 4.1.3 儀器設(shè)備91
• 4.1.4 增效劑實驗方法91-92
• 4.1.5 單頭桃蚜羧酸酯酶活性測定92
• 4.1.6 桃蚜酯酶擴增基因E4/FE4的檢測92-94
• 4.1.7 鈉離子通道基因突變位點L1014F檢測94
• 4.1.8 數(shù)據(jù)分析94-95
• 4.2 結(jié)果與分析95-113
• 4.2.1 增效劑95-99
• 4.2.2 桃蚜個體羧酸酯酶活性99-103
• 4.2.3 E4/FE4酯酶基因擴增檢測結(jié)果103-108
• 4.2.4 鈉離子通道基因突變位點L1014F檢測108-113
• 4.3 討論113-115
• 第五章 氟啶蟲胺腈對桃蚜的亞致死效應(yīng)及其抗藥性風(fēng)險評估115-125
• 5.1 材料和方法115-117
• 5.1.1 供試蟲源115
• 5.1.2 飼養(yǎng)條件115-116
• 5.1.3 化學(xué)試劑及耗材116
• 5.1.4 氟啶蟲胺腈對桃蚜亞致死劑量的確定116
• 5.1.5 氟啶蟲胺腈LC_(25)亞致死劑量對桃蚜的處理與生命表的構(gòu)建116
• 5.1.6 生命表數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析116-117
• 5.2 結(jié)果與分析117-123
• 5.2.1 氟啶蟲胺腈對桃蚜LC_(25)濃度的確定117
• 5.2.2 氟啶蟲胺腈LC_(25)對桃蚜F_0代的影響117-118
• 5.2.3 氟啶蟲胺腈亞致死劑量處理桃蚜后對其F_I代生長發(fā)育的影響118-123
• 5.3 小結(jié)與討論123-125
• 第六章 桃蚜不同地理種群遺傳多樣性與遺傳分化125-144
• 6.1 實驗材料125-126
• 6.1.1 樣品的采集125-126
• 6.1.2 實驗儀器、試劑126
• 6.2 實驗方法126-129
• 6.2.1 基因組DNA提取126-127
• 6.2.2 微衛(wèi)星標記體系的建立127-129
• 6.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析129-130
• 6.3.1 遺傳多樣性檢測129
• 6.3.2 無義等位基因(Null alleles)129
• 6.3.3 Hardy-Weinberg平衡檢測129-130
• 6.3.4 連鎖不平衡分析130
• 6.3.5 近交系數(shù)130
• 6.3.6 分子方差分析130
• 6.3.7 種群結(jié)構(gòu)分析130
• 6.4 結(jié)果與分析130-142
• 6.4.1 基因組DNA提取130-131
• 6.4.2 微衛(wèi)星引物篩選及PCR擴增131
• 6.4.3 毛細管電泳分型檢測131-135
• 6.4.4 桃蚜地理種群的遺傳多樣性135-139
• 6.4.5 桃蚜地理種群結(jié)構(gòu)139-142
• 6.5 討論142-144
• 結(jié)論與展望144-147
• 結(jié)論144-146
• 創(chuàng)新點146
• 展望146-147
• 參考文獻147-162
• 致謝162-163
• 作者簡介163

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 宮亞軍;王澤華;石寶才;康總江;朱亮;郭曉軍;劉建華;魏書軍;;北京地區(qū)不同桃蚜種群的抗藥性研究[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年21期

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本文編號：711489