我国烟粉虱种群遗传分化及对杀虫剂的解毒代谢机制研究

发布时间：2017-04-19 17:20

  本文关键词：我国烟粉虱种群遗传分化及对杀虫剂的解毒代谢机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：烟粉虱Bemisia tabaci是一种广泛分布的世界性害虫。近年来,烟粉虱作为一个复合种,正处于快速进化阶段。尤其以MEAM1、MED为代表的烟粉虱入侵隐种,具有寄主范围广、耐药性更强、携带双生病毒等特点,入侵我国后对蔬菜、花卉、棉花等经济作物生产造成了严重危害。为了解我国烟粉虱不同隐种的区域分布及遗传群内基因多态性,调查入侵隐种的寄主范围及危害程度。明确烟粉虱对杀虫剂的抗性水平,揭示其解毒代谢酶系的生化反应机制。本论文通过全国大范围内烟粉虱地理种群样本采集,对我国烟粉虱隐种的种类鉴定、分布及种群遗传分化进行了研究,并对寄主植物危害情况进行了调查；开展烟粉虱两个入侵隐种的转录组基因测序及功能基因差异化分析；对入侵烟粉虱隐种对杀虫剂的抗性监测,并初步研究解毒酶系在入侵烟粉虱对杀虫剂抗性中的作用。主要研究结果如下： 通过ntDNA COI基因、cDNA-AFLP等分子标记,鉴定和发现我国存在6种烟粉虱隐种,包括2个入侵隐种MEAM1和MED,以及4个土著隐种AsiaⅡ1型、AsiaⅡ3型、China3型和AsiaⅡ7型。入侵隐种MEAM1和MED已在我国大部分地区成功定殖且混合发生。而本地隐种仅在南方地区被发现。遗传多态性分析表明,MED烟粉虱种群间的遗传分化水平明显高于MEAM1,而这有助于MED隐种烟粉虱加速种群扩张和入侵。 利用TaqMan-MGB PCP技术,成功建立一种快速、高通量鉴别MED和MEAM1隐种的检测方法。实现在短时间内对大量烟粉虱样本的鉴定。对两种烟粉虱隐种进行转录组基因测序获得91,518个Unigene,其中MEAM1与MED间,雌雄虫基因表达差异性分析约有1100-2100个Unigene为上调或F调,为后续开展烟粉虱遗传结构分析提供了大量功能基因数据信息。 通过成虫浸叶法生物测定,评估了我国不同遗传种群对毗虫啉的抗性。结果表明,MED所有种群对吡虫啉的抗性均有所增长,且抗性倍数均高于MEAM1。对不同烟粉虱种群成虫解毒代谢酶系活力测定结果表明,多功能氧化酶在烟粉虱对吡虫啉的抗性形成中占主导地位,谷胱甘肽S-转移酶也可起到一定作用,而羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶则作用不明显。 烟粉虱对两种微生物源杀虫剂的敏感度测定结果表明,阿维菌素和多杀菌素对烟粉虱若虫、成虫具有较高杀虫活性,但对烟粉虱卵的毒力作用较差。与多杀菌素相比,烟粉虱对阿维菌素敏感度更高,可推荐作为田间防治烟粉虱轮换选择。对解毒酶代谢研究表明,两种微生物杀虫剂作用后,可诱导烟粉虱自身解毒酶系做出应激反应。乙酰胆碱酯酶受阿维菌素作用下酶活力有抑制、诱导、再抑制现象,而多杀菌素则明显诱导羧酸酯酶活性增强。 烟粉虱田间药剂评价试验结果显示,测试药剂中阿维菌素防效较好,吡虫啉、啶虫脒等烟碱类药剂防效表现一般,菊酯类农药防效最差,7d内防治效果仅为8.97%。抗性水平测定结果表明,MED对不同类型杀虫剂均产生一定程度的抗性,其中MED对高效氯氰菊酯最不敏感,抗性倍数达到47.7倍,属于高抗水平。MED对菊酯类农药、烟碱类农药的抗性水平显著高于MEAM1。植物源农药中,1.2%烟碱苦参碱和0.6%苦参碱制剂表现出良好的杀虫效果。
【关键词】：烟粉虱 隐种 杀虫剂 抗性 解毒代谢
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S433
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 文献综述11-28
• 1 烟粉虱综述11-14
• 1.1 起源和分布11
• 1.2 寄主范围11-12
• 1.3 寄主危害12
• 1.4 生物学特性12-13
• 1.5 取食行为13-14
• 1.6 入侵机制14
• 2 烟粉虱的分类地位14-20
• 2.1 生物型14-15
• 2.2 生物隐种15
• 2.3 种群遗传分化15
• 2.4 分子鉴定15-19
• 2.5 转录组研究19-20
• 3 烟粉虱抗药性发展与治理20-23
• 3.1 农药抗性20-22
• 3.2 抗药性监测方法22
• 3.3 抗药性机制22-23
• 3.4 抗药性治理23
• 4 烟粉虱综合防治技术研究与应用23-26
• 4.1 虫情监测和预报23-24
• 4.2 农事操作24-25
• 4.3 物理防治25
• 4.4 化学防治25-26
• 4.5 生物防治26
• 5 本论文的研究意义26-28
• 第二章 我国烟粉虱隐种鉴定、分布及种群遗传分化28-40
• 1 材料与方法28-31
• 1.1 试验材料28-29
• 1.2 试验方法29-30
• 1.3 数据分析30-31
• 2 结果与分析31-38
• 2.1 烟粉虱mtDNA COI基因测序结果及系统发育分析31
• 2.2 我国烟粉虱入侵隐种及本地隐种分布情况31-32
• 2.3 烟粉虱隐种寄主植物范围调查结果32-37
• 2.4 烟粉虱不同隐种遗传多样性分析37-38
• 3 讨论38-40
• 第三章 利用TaqMan-MGB PCR技术鉴定烟粉虱入侵隐种40-46
• 1 材料与方法40-43
• 1.1 供试虫源及饲养40-41
• 1.2 主要试剂41
• 1.3 主要仪器41
• 1.4 烟粉虱DNA提取41-42
• 1.5 荧光定量PCR引物探针42
• 1.6 荧光定量PCR反应体系42-43
• 1.7 荧光Ct值测定43
• 1.8 数据统计与分析43
• 2 结果与分析43-45
• 2.1 两种入侵烟粉虱隐种Taqman-MGB荧光染色标记结果43-45
• 2.2 利用TaqMan-MGB荧光染色标记对北京地区烟粉虱种群鉴定45
• 3 讨论45-46
• 第四章 两种入侵烟粉虱隐种的转录组测序46-54
• 1 材料与方法46-48
• 1.1 试验材料46-47
• 1.2 试验方法47
• 1.3 统计分析47-48
• 2 结果与分析48-51
• 2.1 烟粉虱转录组数据量及质量分析48-50
• 2.2 烟粉虱MEAM1和MED隐种成虫个体的基因差异表达谱分析50
• 2.3 烟粉虱MEAM1和MED隐种成虫阶段差异表达基因功能注释50-51
• 3 讨论51-54
• 第五章 我国烟粉虱不同地理种群对吡虫啉的抗性监测54-59
• 1 材料与方法54-56
• 1.1 供试虫源及饲养54-55
• 1.2 主要仪器55
• 1.3 供试药剂55
• 1.4 烟粉虱对吡虫啉的生物测定55-56
• 1.5 统计分析56
• 2 结果与分析56-57
• 2.1 烟粉虱MEAM1隐种对吡虫啉的抗性监测56
• 2.2 烟粉虱MED隐种对吡虫啉的抗性监测56-57
• 3 讨论57-59
• 第六章 烟粉虱对吡虫啉抗性的解毒代谢机制研究59-71
• 1 材料与方法59-63
• 1.1 供试虫源及饲养59
• 1.2 主要仪器59
• 1.3 主要试剂59
• 1.4 试剂配制59-60
• 1.5 蛋白含量的测定60-61
• 1.6 羧酸酯酶活力测定61
• 1.7 乙酰胆碱酯酶活力测定61
• 1.8 谷胱甘肽S-转移酶活力测定61-62
• 1.9 多功能氧化酶活力测定62-63
• 2 结果与分析63-69
• 2.1 蛋白含量标准曲线63
• 2.2 烟粉虱乙酰胆碱酯酶活性63-64
• 2.3 烟粉虱羧酸酯酶活性64-66
• 2.4 谷胱甘肽S-转移酶比活力66-67
• 2.5 多功能氧化酶活力67-69
• 3 讨论69-71
• 第七章 多杀菌素、阿维菌素对烟粉虱的毒力测定71-76
• 1 材料与方法71-72
• 1.1 供试虫源及饲养71
• 1.2 供试药剂71
• 1.3 试剂配制71
• 1.4 主要仪器71-72
• 1.5 药剂处理72
• 1.6 两种微生物杀虫剂对烟粉虱卵孵化率的影响72
• 1.7 两种微生物杀虫剂对烟粉虱若虫的毒力测定72
• 1.8 两种微生物杀虫剂对烟粉虱成虫的毒力测定72
• 1.9 数据分析72
• 2 结果与分析72-74
• 2.1 两种微生物杀虫剂对烟粉虱卵孵化率的影响72-73
• 2.2 两种微生物杀虫剂对烟粉虱若虫的毒力测定73-74
• 2.3 两种微生物杀虫剂对烟粉虱成虫的毒力测定74
• 3 讨论74-76
• 第八章 多杀菌素、阿维菌素对烟粉虱解毒酶活性的影响76-81
• 1 材料与方法76
• 1.1 供试虫源及饲养76
• 1.2 供试药剂76
• 1.3 试剂的配制76
• 1.4 主要仪器76
• 1.5 药剂处理76
• 1.6 数据分析76
• 2 结果与分析76-79
• 2.1 乙酰胆碱酯酶活性76-77
• 2.2 羧酸酯酶活性77-78
• 2.3 谷胱甘肽S-转移酶活性78-79
• 3 讨论79-81
• 第九章 两种烟粉虱入侵隐种对几种常用杀虫剂的抗性测定81-88
• 1 材料与方法81-82
• 1.1 供试虫源及饲养81
• 1.2 供试药剂81
• 1.3 供试作物81
• 1.4 药效试验方法81-82
• 1.5 室内毒力测定方法82
• 1.6 数据统计方法82
• 2 结果与分析82-86
• 2.1 6种杀虫剂对寄主植物黄瓜上烟粉虱MED种群的田间防治效果82-83
• 2.2 烟粉虱MED和MEAM1隐种对不同杀虫剂的室内毒力测定83-85
• 2.3 两种烟粉虱入侵隐种对6种杀虫剂的抗性水平85-86
• 3 讨论86-88
• 第十章 烟粉虱MED隐种对植物源杀虫剂的敏感度测定88-91
• 1 材料与方法88-89
• 1.1 供试虫源及饲养88
• 1.2 供试药剂88
• 1.3 毒力测定方法88
• 1.4 数据处理及统计方法88-89
• 2 结果与分析89
• 3 讨论89-91
• 全文总结与展望91-93
• 1 总结91
• 2 本研究创新之处91-92
• 3 问题与展望92-93
• 参考文献93-105
• 致谢105-106
• 附录106-113
• 作者简介113

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：316779