桃蚜对新烟碱类杀虫剂抗性机制及R81T突变的LAMP检测

发布时间：2020-06-25 04:18

【摘要】：桃蚜Myzus persicae(Sulzer)(Hemiptera:Aphididae)是世界范围内的一种重要害虫,严重影响农业、园艺、温室作物产量和质量。目前对桃蚜仍主要以化学防治为主,但随着化学农药的广泛大量使用,导致桃蚜对多种杀虫剂产生了不同程度的抗药性包括新烟碱类杀虫剂。在中国,新烟碱类杀虫剂仍然大面积广泛用于桃蚜等刺吸食口器害虫防治。但是,由于长期大量使用,导致一些地区的桃蚜田间种群已对该类杀虫剂产生了抗药性。因此,本论文以田间采集桃蚜种群为主要对象,研究了新烟碱类杀虫剂低剂量兴奋效应对桃蚜抗性发展的影响以及抗性机制,并以LAMP方法为基础,建立乙酰胆碱受体R81T突变检测方法。具体结果如下:(1)跨代新烟碱类和菊酯类杀虫剂低剂量处理对桃蚜种群适合度常数存在影响,并且导致CYP6CY3和E4基因表达量改变,从而影响桃蚜对杀虫剂的抗性发展。亚致死剂量(LC_(20))吡虫啉和啶虫脒处理我国河北省廊坊市田间采集桃蚜种群FP四代后,桃蚜若虫虫期显著延长,繁殖力提高,平均世代时间和总繁殖率显著增加,即亚致死剂量的吡虫啉和啶虫脒跨代处理促进了桃蚜种群繁殖。同时,与新烟碱类杀虫剂抗性相关的CYP6CY3基因表达量增加。拟除虫菊酯类杀虫剂亚致死剂量处理导致桃蚜若虫期延长,溴氰菊酯降低了羧酸酯酶E4基因表达量,而亚致死剂量的高效氯氟氰菊酯处理则导致羧酸酯酶E4基因表达量提高,表明桃蚜对这两种拟除虫菊酯类杀虫剂具有不同的抗性机制发展过程。(2)细胞色素P450基因CYP6CY3表达量提高和乙酰胆碱受体发生R81T突变共同导致田间种群FP对吡虫啉产生抗性。经生物测定,采自廊坊地区的桃蚜种群FP对吡虫啉和啶虫脒抗性倍数分别为101倍和10.9倍。PBO对桃蚜田间FP种群和室内敏感种群的吡虫啉增效倍数分别为6.15和1.00倍,对啶虫脒的增效倍数分别为3.00和0.96倍,进一步细胞色素P450基因CYP6CY3表达量测定结果表明,FP种群CYP6CY3基因表达量是敏感种群的3.74倍。表明细胞色素P450参与桃蚜FP种群对新烟碱类杀虫剂抗性。乙酰胆碱受体β1亚基克隆分析则发现,FP种群R81T突变频率为26%(抗性突变纯合子为12%,杂合子为14%)。同时,发现两个新的突变Val~(101)Met和Val~(101)Ile,但其在吡虫啉抗性中的作用还需进一步研究。(3)以单头桃蚜粗提DNA为模板,建立了一种快速、可视和有效的LAMP方法,该方法可以有效的监测田间桃蚜种群R81T突变频率。首先通过对桃蚜裂解液的筛选、优化,获得一种可以稳定提取桃蚜基因组DNA的缓冲液,通过简单的单头蚜虫研磨即可获取质量稳定的基因组DNA,操作时间仅为10 sec。以桃蚜乙酰胆碱受体β1亚基DNA序列(641bp)为模板,设计获得4套LAMP引物。通过LAMP反应试剂组成优化,以及LAMP反应时间和温度优化,最终成功建立LAMP反应体系用以检测桃蚜R81T突变,反应过程为60℃水浴45min后80℃,10min终止反应。该方法以桃蚜基因组DNA为模板,通过HNB显色反应判定结果,时间只需1小时,操作简单,节省时间,经济成本低,而且不需要大型、复杂仪器,适宜田间桃蚜种群突变频率和分布检测。综上所述,本论文研究了桃蚜新烟类杀虫剂抗性发展、机制以及监测方法。研究结果亚致死剂量的吡虫啉和啶虫脒跨代处理促进了桃蚜种群繁殖与抗性发展。桃蚜对新烟碱类杀虫剂抗性与细胞色素P450 CYP6CY3基因表达量提高和乙酰胆碱受体R81T突变有关。首次成功建立桃蚜乙酰胆碱受体R81T突变快速监测LAMP方法。从而为指导新烟碱类杀虫剂的科学使用、延长其使用寿命和监测田间桃蚜对新烟碱类杀虫剂抗性水平提供理论依据。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S433.3

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本文编号：2728849