全 文 ：西花蓟马抗辛硫磷种群的抗性机制及交互抗性*
王圣印1,2 摇 周仙红1 摇 张安盛1 摇 李丽莉1 摇 门兴元1 摇 张思聪1 摇 刘永杰2 摇 于摇 毅1**
( 1山东省农业科学院植物保护研究所, 济南 250100; 2山东农业大学植物保护学院, 山东泰安 271018)
摘摇 要摇 为明确西花蓟马对辛硫磷的抗性风险,研究了西花蓟马抗辛硫磷种群对其他杀虫剂
的交互抗性及其对辛硫磷的抗性机制.交互抗性测定结果表明,西花蓟马抗辛硫磷种群对辛
硫磷与毒死蜱、高效氯氟氰菊酯和灭多威存在中等水平的交互抗性,对溴虫腈、吡虫啉、甲维
盐和多杀菌素存在低水平交互抗性,对啶虫脒和阿维菌素不存在交互抗性.酶抑制剂与辛硫
磷的增效剂测定结果表明,胡椒基丁醚(PBO)、三丁基三硫磷酸酯(DEF)和磷酸三苯酯
(TPP)对西花蓟马抗辛硫磷种群(XK)、田间种群(BJ)和敏感种群(S)均起到了显著的增效作
用(P<0. 05),马来酸二乙酯对西花蓟马抗辛硫磷种群和敏感种群增效作用均不显著,但对田
间种群增效作用显著(P<0. 05) .生化测定发现:除田间种群西花蓟马乙酰胆碱酯酶活性提高
不显著外,西花蓟马抗辛硫磷种群和田间种群的细胞色素 P450含量(2郾 79 和 1. 48 倍)、细胞色
素 b5含量(2. 88和 1. 88 倍)及 O鄄脱甲基酶活性(2. 60 和 1. 68 倍)、羧酸酯酶活性(2郾 02 和
1郾 61 倍)和乙酰胆碱酯酶活性(3. 10 倍)均显著高于敏感种群(P<0. 05);谷胱甘肽鄄S鄄转移酶
酶活性也有一定程度提高(1. 11 和 1. 20 倍),但不显著(P>0. 05) .表明其体内解毒代谢酶和
靶标酶活性提高是西花蓟马对辛硫磷产生抗性的重要原因.
关键词摇 西花蓟马摇 辛硫磷摇 交互抗性摇 抗性机制
*农业部公益性行业(农业)科研专项(200803025)资助.
**通讯作者. E鄄mail: robertyuyi@ 163. com
2011鄄09鄄13 收稿,2012鄄04鄄20 接受.
文章编号摇 1001-9332(2012)07-1933-07摇 中图分类号摇 S433摇 文献标识码摇 A
Resistance mechanisms and cross鄄resistance of phoxim鄄resistant Frankliniella occidentalis
Pergande population. WANG Sheng鄄yin1, 2, ZHOU Xian鄄hong1, ZHANG An鄄sheng1, LI Li鄄li1,
MEN Xing鄄yuan1, ZHANG Si鄄cong1, LIU Yong鄄jie2, YU Yi1 ( 1 Insititute of Plant Protection,
Shandong Academy of Agricultural Sciences, Ji爷nan 250100, China; 2College of Plant Protection,
Shandong Agricultural University, Tai爷 an 271018, Shandong, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,
2012,23(7): 1933-1939.
Abstract: To understand the resistance risks of Frankliniella occidentalis Pergande against phoxim,
this paper studied the resistance mechanisms of phoxim鄄resistant F. occidentalis population against
phoxim and the cross鄄resistance of the population against other insecticides. The phoxim鄄resistant
population had medium level cross鄄resistance to chlorpyrifos, lambda鄄cyhalothrin, and methomyl,
low level cross鄄resistance to chlorfenapyr, imidacloprid, emamectin鄄benzoate, and spinosad, but no
cross鄄resistance to acetamiprid and abamectin. The synergists piperonyl butoxide ( PBO), s, s,
s鄄tributyl phosphorotrithioate ( DEF), and triphenyl phosphate ( TPP) had significant synergism
(P<0郾 05) on the toxicity of phoxim to the resistant (XK), field (BJ), and susceptible (S) popu鄄
lations, while diethyl maleate (DEM) had no significant synergism to XK and S populations but had
significant synergism to BJ population. As compared with S population, the XK and BJ populations
had significantly increased activities of mixed鄄functional oxidases P450(2. 79鄄fold and 1. 48鄄fold), b5
(2郾 88鄄fold and 1. 88鄄fold), O鄄demethylase (2. 60鄄fold and 1. 68鄄fold), and carboxylesterase
(2郾 02鄄fold and 1. 61鄄fold, respectively), and XK population had a significantly increased acetyl鄄
choline esterase activity (3. 10鄄fold). Both XK and BJ population had an increased activity of glu鄄
tathione S鄄transferases (1. 11鄄fold and 1. 20鄄fold, respectively), but the increment was not signifi鄄
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 7 月摇 第 23 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2012,23(7): 1933-1939
cant. The increased detoxification enzymes activities in F. occidentalis could play an important role
in the resistance of the plant against phoxim.
Key words: Frankliniella occidentalis Pergande; phoxim; cross鄄resistance; resistance mechanism.
摇 摇 农业入侵害虫西花蓟马(Frankliniella occiden鄄
talis Pergande)原产于北美洲落基山脉,20 世纪 40
年代之前危害并不严重,50 年代后逐渐在美国境内
传播,经杀虫剂筛选后抗性逐渐增强,逐渐发展成为
农业害虫,2003 年随国际贸易入侵至我国[1],现逐
步扩散至云南、浙江、湖南、山东等地.该虫世代仅一
月余,繁殖量大且能进行孤雌生殖,因此在生产上常
会呈现爆发的形式.据报道,西花蓟马的寄主植物非
常广泛,目前已知的有 66 个科的 200 多种植物[2] .
20 世纪 80 年代以来,随着杀虫剂的广泛使用,
温室内和田间的西花蓟马种群对杀虫剂的抗药性问
题逐渐成为研究热点[3] .由于持续用药的选择压力
和大面积不合理的单一使用同种杀虫剂,在未进行
抗性管理、作物生长期短的农业发达地区、西花蓟马
种群对多杀菌素的抗药性迅速提高[4-6] . Bielza 等[6]
发现,西花蓟马田间种群对氨基甲酸酯类杀虫剂灭
虫威、恶虫威以及拟除虫菊酯类杀虫剂氰戊菊酯均
产生了中等到高水平的抗药性,在试验室内也选育
出了对氰戊菊酯具有高水平抗药性的西花蓟马种
群.王泽华等[7]经过室内筛选,得到了一个对多杀
菌素抗性水平高达 80 倍的抗性种群;对北京地区西
花蓟马的抗性水平进行监测中发现,个别种群对氟
氯氰菊酯产生了 40 倍的抗性[8] .
有机磷杀虫剂是一类最常用的农用杀虫剂,多
数具高毒或中等毒性,少数为低毒,常用的有机磷杀
虫剂为辛硫磷、毒死蜱、敌敌畏、乐果等.辛硫磷作为
有机磷类杀虫剂的一种,主要作用于乙酰胆碱酯酶
(acetylcholinesterase, AChE). 自 2003 年西花蓟马
入侵我国之后,因其危害性较大,已经对其形成了一
系列的防治措施,化学防治为主要防治措施.在田间
防治西花蓟马的操作中,多采用有机磷类杀虫剂辛
硫磷、新烟碱类杀虫剂吡虫啉和生物源杀虫剂多杀
菌素,其中辛硫磷以其低廉的价格和较好的防效占
据了大部分市场.自辛硫磷在我国大规模推广使用
以来,已发现多种田间害虫对辛硫磷产生了抗
性[9-11],但目前尚无西花蓟马对辛硫磷抗药性的相
关报道,根据进化论的观点和国外西花蓟马对其他
有机磷类杀虫剂抗药性发展的情况推测,我国西花
蓟马对辛硫磷抗药性的潜在可能性令人担忧. 笔者
经过室内筛选,已经得到对辛硫磷抗性倍数达
30郾 59 倍的单抗种群. 为了明确西花蓟马对辛硫磷
的抗性风险,本研究测定了西花蓟马抗辛硫磷种群
对常用主要杀虫剂的交互抗性,并比较了多功能氧
化酶(mixed function oxidases, MFO)、谷胱甘肽 S鄄转
移酶(glutathione S鄄transferase, GST)、羧酸酯酶(car鄄
boxylesterase, CarE)和乙酰胆碱酯酶( acetylcholine
esterase, AChE)在抗性中的作用,以明确西花蓟马
对辛硫磷的抗性机制.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试昆虫
敏感种群(S):西花蓟马由中国农业科学院蔬
菜花卉研究所于 2007 年 4 月提供.将从市场购置的
芸豆用 1译NaOH水溶液浸泡 3 h 后取出,用蒸馏水
清洗 3 遍洗去残留 NaOH,在 75%乙醇溶液中浸泡
10 s消毒后取出晾干,作为西花蓟马饲养材料.室内
条件下在圆形养虫瓶底部放置一张直径 9 cm 的定
性滤纸,滤纸上放 3 ~ 4 根芸豆,在芸豆上接种成虫,
3 ~ 4 d 更换一次芸豆,成虫产过卵的芸豆作为下一
代西花蓟马的虫源.养虫室内温度(25依1) 益,相对
湿度 70% ,光照 16 颐 8(L 颐 D).取虫龄基本相同的
初羽化雌成虫作为敏感种群进行试验.
抗性种群(XK):抗性种群筛选所用芸豆同上,
将辛硫磷稀释至每次淘汰 30%左右成虫的浓度,将
芸豆在药液中浸渍 10 s后取出晾干.根据雌虫体型
大于雄性的简易目判标准,取雌雄比约为 1 颐 1 的健
康成虫 1000 头左右混养于一个饲虫瓶内,放入浸渍
药液后晾干的芸豆,8 h 后取出,饲养条件与敏感种
群相同.西花蓟马敏感种群经过 33 代筛选,获得抗
性达 30郾 59 倍的抗性种群. 取虫龄基本相同的初羽
化雌成虫进行试验.
田间种群(BJ):采自北京市门头沟区碧坤蔬菜
种植中心冬暖式蔬菜温室菜椒上,从田间采雌成虫
供试验用,现采现用. 调查发现,该种植中心在防治
西花蓟马过程中大量使用有机磷类杀虫剂辛硫磷和
毒死蜱、新烟碱类杀虫剂吡虫啉和生物源杀虫剂多
4391 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
杀菌素,近年来杀虫剂的使用量有逐年增大的趋势.
1郾 2摇 供试药剂
1郾 2郾 1 供试杀虫剂(10 种) 摇 40%辛硫磷( phoxim)
乳油(青岛一农七星化学有限公司),10%溴虫腈
(chlorfenapyr)悬浮剂(巴斯夫贸易上海有限公司),
48%毒死蜱(chlorpyrifos)乳油(江苏常熟市义农农
化有限公司),1郾 8%阿维菌素(abamectin)乳油(浙
江海正化工股份有限公司),2郾 5%多杀菌素( spi鄄
nosad)悬浮剂(美国陶氏益农公司),2郾 5%高效氯氟
氰菊酯乳油( lambda鄄cyhalothrin) (江苏扬农化工股
份有限公司),10%吡虫啉( imidacloprid)可湿性粉
剂(浙江海正化工股份有限公司),20%啶虫咪可湿
性粉剂(acetamiprid)(日本曹达株式会社),1%甲维
盐乳油(emamectinbenzoate) (河北威远生物化工股
份有限公司)和 24%灭多威(methomyl)乳油(江门
市大光明农化有限公司).
1郾 2郾 2 供试试剂 摇 琢鄄乙酸萘酯 ( 琢鄄NA, 96% ,
Aladdin),琢鄄萘酚(1鄄Naphthol,>99% ,Aladdin),还原
型谷胱甘肽(GSH,>99% ,Fluka 公司),毒扁豆碱
(逸98% ,Sigma 公司),1鄄氯鄄2,4鄄二硝基苯(CDNB,
>99% ,Sigma 公司),1,2鄄二氯鄄4鄄硝基苯 ( DTNB,
>99% ,Fluka 公司),烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
(NADPH,>97% ,Germany Biochemistry & Molecular
公司),乙二胺四乙酸(EDTA,逸98% ,Sigma 公司),
十二烷基磺酸钠(SDS,逸99% ,Merck Darm Stadt 公
司),甲氧基试卤灵(>99% ,北京化工厂),二硫代苏
糖醇(DTT,99% ,Promega 公司),苯基硫脲( PTU,
98% ,Aladdin公司),考马斯亮蓝 G250(70% ,Fluka
公司),牛血清白蛋白(BSA,98% ,Germany Biochem鄄
istry & Molecular 公司),苯甲基磺酰氟 ( PMSF,
逸98% ,Serva 公司 ),连二亚硫酸钠 (保险粉,
>90% ,北京市东环联合化工厂).
1郾 2郾 3 供试增效剂 摇 胡椒基丁醚(PBO,95% ,Sigma
公司),磷酸三苯酯(TPP,98% ,Sigma公司),三丁基
三硫磷酸酯(DEF,96% ,Fluka公司),97%顺丁烯二
酸二乙酯(DEM,97% ,上海生化制剂厂),其他试剂
为国产分析纯或化学纯.
1郾 3摇 试验方法
1郾 3郾 1 杀虫剂毒性试验摇 生物测定参照玻璃残留处
理法和由 Plexiglass cell 法改进得到的 Munger cell
法[12-14] .
用 3 层面积相同(11 cm伊9 cm)的树脂玻璃板
组成养虫器,外侧玻璃板厚度 0郾 6 cm,中间玻璃板
厚度 0郾 8 cm.中间玻璃板中心留有直径 4 cm的圆形
空间,侧面开孔(直径 0郾 2 cm)直达圆形空间且在空
间内壁用铜丝网(60 目)封闭,即可保持养虫器内外
湿度一致并防止西花蓟马逃跑. 将供试药剂用蒸馏
水以 0郾 5 等比稀释成若干个浓度,每个浓度设置 3
个重复,以蒸馏水作为对照.选择新鲜、平整、大小一
致的月季叶片清洁(参照上文芸豆清洁方法)并自
然晾干,将叶片在不同浓度药液中浸渍 10 s,取出后
自然晾干,正面朝上夹于养虫器中. 用吸虫器取 23
头左右的西花蓟马雌成虫经 CO2 气体麻醉 5 s 左
右,将晕厥状态的西花蓟马移入养虫器中,立即封
口,约 3 min后西花蓟马逐渐苏醒,10 min后记录操
作致死虫数,以排除操作失误对试验结果的影响.然
后,将养虫器正面向上置于温度(25依1) 益、相对湿
度 70% 、光照 16 颐 8(L 颐 D)的培养箱中,48 h 后观
察记录死亡率(以用毛笔轻触后西花蓟马不能爬行
为标准判定是否死亡).
1郾 3郾 2 增效剂试验摇 将增效剂用丙酮配成 10 g·L-1
的混合液,加入不同浓度杀虫剂中,使增效剂浓度在
100 mg·L-1 [15],重复上述毒性试验.
1郾 4摇 测定方法
参考 Lee 和 Scott[16]方法,将西花蓟马雌成虫
200 头匀浆提取微粒体重悬浮,作为细胞色素 P450
和 b5含量与 O鄄脱甲基酶活性测定酶源.参考 Omura
和 Sato[17]的方法测定细胞色素 P450和 b5含量.参考
Hansen和 Sodgson[18]的方法测定 O鄄脱甲基酶活性.
参照 Van Asperen[19]方法,取西花蓟马成虫 50 头测
定羧酸酯酶活力.参照Wu和Miyata[20]方法,取西花
蓟马成虫 50 头测定谷胱甘肽 S鄄转移酶的比活力.参
照 Moores等[21]的方法,取西花蓟马成虫 50 头测定
乙酰胆碱酯酶的比活力. 酶源蛋白质含量的测定参
照 Bradford[22]的考马斯亮蓝 G鄄250 染色法.
1郾 5摇 数据分析
毒性试验结果采用 Polo Plus 1郾 0 分析得出 LC50
值、95%置信区间和斜率,抗性倍数值(RR50)为抗
性种群 LC50与敏感种群 LC50的比值,95%置信区间
不重叠表示差异显著[23] . 酶活性数据用 SPSS 14郾 0
进行统计学分析,用 Duncan氏多重比较进行差异显
著性分析(琢=0郾 05).
2摇 结果与分析
2郾 1摇 西花蓟马抗辛硫磷种群对 10 种杀虫剂的交互
抗性
应用 Munger cell 法测定辛硫磷、毒死蜱、高效
氯氟氰菊酯、灭多威、溴虫腈、吡虫啉、甲维盐、多杀
53917 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王圣印等: 西花蓟马抗辛硫磷种群的抗性机制及交互抗性摇 摇 摇 摇 摇 摇
菌素、啶虫脒和阿维菌素对西花蓟马敏感种群和抗
辛硫磷种群的毒力,并以各药剂对敏感种群的毒力
作为敏感基线.从表 1 可以看出:西花蓟马抗辛硫磷
种群对毒死蜱 ( RR50 = 17郾 51)、高效氯氟氰菊酯
(RR50 =11郾 87)和灭多威(RR50 =10郾 23)产生了中等
水平的交互抗性(10臆RR50 <30);对溴虫腈(RR50 =
3郾 73)、吡虫啉(RR50 = 3郾 61)、甲维盐(RR50 = 3郾 18)
和多杀菌素(RR50 =3郾 02)产生了低水平的交互抗性
(3臆RR50<10);对啶虫脒和阿维菌素未产生交互抗
性(RR50<3).
2郾 2摇 增效剂对辛硫磷的增效作用
以辛硫磷和 4 种增效剂为药剂,采用夹芯板法
进行增效剂实验生物测定(表 2). 对于敏感种群
(S) ,多功能氧化酶抑制剂PBO对辛硫磷起到显著
表 1摇 西花蓟马抗辛硫磷种群对 10 种杀虫剂的交互抗性
Table 1摇 Resistances of phoxim resistant populations of Frankliniella occidentalis to 10 insecticides
杀虫剂
Insecticide
试虫种群
Strain
斜率(依标准误)
Slope(依SE)
试虫数
No郾 of test insects (n)
LC50(95%置信区间)
(mg·L-1)(95% CI)
抗性倍数
RR50
辛硫磷 XK 1郾 59(依0郾 14) 451 423郾 22(349郾 05 ~ 513郾 04) 30郾 59
Phoxim S 1郾 60(依0郾 15) 442 13郾 84(11郾 41 ~ 16郾 75) 1郾 00
毒死蜱 XK 1郾 66(依0郾 15) 432 34郾 61(28郾 58 ~ 41郾 74) 17郾 51
Chlorpyrifos S 1郾 77(依0郾 16) 376 1郾 98(1郾 63 ~ 2郾 39) 1郾 00
氯氟氰菊酯 XK 1郾 60(依0郾 15) 435 1935郾 09(1593郾 51 ~ 2344郾 41) 11郾 87
cyhalothrin S 1郾 51(依0郾 15) 376 162郾 99(130郾 65 ~ 202郾 52) 1郾 00
灭多威 XK 1郾 64(依0郾 15) 433 133郾 56(110郾 35 ~ 161郾 47) 10郾 23
Methomyl S 1郾 45(依0郾 13) 382 13郾 05(10郾 49 ~ 16郾 21) 1郾 00
溴虫腈 XK 1郾 98(依0郾 19) 391 53郾 76(45郾 57 ~ 63郾 51) 3郾 73
Chlorfenapyr S 1郾 52(依0郾 14) 423 14郾 42(11郾 64 ~ 17郾 75) 1郾 00
吡虫啉 XK 2郾 10(依0郾 20) 369 85郾 43(72郾 28 ~ 100郾 30) 3郾 61
Imidacloprid S 1郾 37(依0郾 13) 420 23郾 67(18郾 76 ~ 29郾 69) 1郾 00
甲维盐 XK 1郾 99(依0郾 19) 385 23郾 40(19郾 79 ~ 27郾 60) 3郾 18
Emamectin benzoate S 1郾 38(依0郾 13) 415 7郾 35(5郾 86 ~ 9郾 24) 1郾 00
多杀菌素 XK 1郾 79(依0郾 18) 372 0郾 32(0郾 27 ~ 0郾 39) 3郾 02
Spinosad S 1郾 30(依0郾 12) 435 0郾 11(0郾 09 ~ 0郾 14) 1郾 00
啶虫脒 XK 1郾 53(依0郾 14) 438 213郾 79(175郾 49 ~ 262郾 49) 2郾 95
Acetamiprid S 1郾 39(依0郾 13) 437 72郾 52(58郾 18 ~ 90郾 91) 1郾 00
阿维菌素 XK 1郾 62(依0郾 15) 442 185郾 59(152郾 96 ~ 223郾 90) 2郾 91
Abamectin S 1郾 56(依0郾 13) 407 63郾 81(53郾 82 ~ 75郾 49) 1郾 00
S: 敏感种群 Sensitive population; XK: 抗性种群 Resistant population郾 下同 The same below郾 RR50(Resistance ratio)= LC50(XK) / LC50(S); CI:
Confidence interval.
表 2摇 增效剂 PBO、TPP、DEF和 DEM对辛硫磷控制西花蓟马种群的增效作用
Table 2摇 Synergism of phoxim by PBO, TPP, DEF and DEM in different populations of Frankliniella occidentalis
处理
Treatment
试虫种群
Strain
试虫数
No郾 of test
insects (n)
斜率
Slope
(mean依SE)
LC50(95%置信区间)
(mg ·L-1) (95% CI)
增效倍数
SR50
PHO S 442 1郾 60依0郾 15 13郾 84(11郾 41 ~ 16郾 75) 1郾 00
PHO+PBO S 357 1郾 83依0郾 16 5郾 48(4郾 61 ~ 6郾 50) 2郾 52*
PHO+TPP S 346 1郾 63依0郾 19 7郾 71(6郾 24 ~ 9郾 45) 1郾 79*
PHO+DEF S 372 1郾 85依0郾 19 7郾 94(6郾 57 ~ 9郾 48) 1郾 74*
PHO+DEM S 429 1郾 55依0郾 15 11郾 26(9郾 22 ~ 13郾 70) 1郾 23
PHO XK 451 1郾 59依0郾 14 423郾 22(349郾 05 ~ 513郾 04) 1郾 00
PHO+PBO XK 357 2郾 04依0郾 20 88郾 86(75郾 11 ~ 105郾 51) 4郾 76*
PHO+DEF XK 400 1郾 97依0郾 19 127郾 43(106郾 67 ~ 152郾 52) 3郾 04*
PHO+TPP XK 367 2郾 00依0郾 19 158郾 57(133郾 88 ~ 188郾 18) 2郾 67*
PHO+DEM XK 434 1郾 63依0郾 15 321郾 85(265郾 65 ~ 389郾 23) 1郾 31
PHO BJ 438 1郾 53依0郾 14 159郾 10(130郾 23 ~ 194郾 39) 1郾 00
PHO+PBO BJ 335 1郾 91依0郾 21 52郾 91(43郾 46 ~ 63郾 35) 3郾 01*
PHO+TPP BJ 407 1郾 65依0郾 16 62郾 70(51郾 55 ~ 75郾 90) 2郾 54*
PHO+DEF BJ 426 1郾 64依0郾 15 75郾 50(62郾 47 ~ 91郾 63) 2郾 10*
PHO+DEM BJ 406 1郾 71依0郾 16 95郾 50(78郾 60 ~ 115郾 06) 1郾 67*
BJ: 野生种群 Wild population郾 *P<0郾 05. 下同 The same below郾 PHO:辛硫磷 Phoxim; SR50:增效倍数= LC50 (辛硫磷) / LC50(增效剂+辛硫磷)
Synergism ratio = LC50(phoxim) / LC50(phoxim + synergist)郾
6391 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
表 3摇 不同西花蓟马种群的酶活性
Table 3摇 Enzyme activities in different populations of Frankliniella occidentalis(mean依SE)
试虫种群
Population
O鄄脱甲基酶
MROD
(pmol·mg-1 pro·min-1)
羧酸酯酶 CarE
(nmol·mg-1
pro·min-1)
谷胱甘肽 S鄄转移酶 GST
(OD·mg-1
pro·min-1)
乙酰胆碱酯酶 AChE
(nmol·mg-1
pro·min-1)
S 1郾 61依0郾 13a 2郾 23依0郾 25a 1郾 13依0郾 09a 21郾 72依2郾 01a
BJ 2郾 70依0郾 21b 3郾 58依0郾 37b 1郾 33依0郾 21a 23郾 77依2郾 43a
XK 4郾 19依0郾 62c 4郾 52依0郾 31c 1郾 25依0郾 17a 67郾 41依5郾 59b
同列数据后不同字母表示差异显著(P<0郾 05)Different letters in the same column indicated significant difference at 0郾 05 level郾
图 1摇 不同西花蓟马种群细胞色素 P450和 b5含量
Fig. 1摇 Contents of cytochrome P450 and b5 in different popula鄄
tions of Frankliniella occidentalis ( nmol·mg-1 pro·min-1,
mean依SE)郾
S: 敏感种群 Sensitive population; XK: 抗性种群 Resistant population郾
BJ: 野生种群Wild population郾 不同字母表示差异显著(P<0郾 05)Dif鄄
ferent letters meant significant difference at 0郾 05 level郾
的增效作用,增效倍数为 2郾 52 倍;非特异性酯酶抑
制剂 DEF和羧酸酯酶抑制剂 TTP 对辛硫磷增效作
用虽然低于 PBO,但仍然显著,增效倍数分别为
1郾 74 和 1郾 79 倍;谷胱甘肽 S鄄转移酶抑制剂 DEM 对
辛硫磷增效作用不显著. 对于抗性种群(XK),多功
能氧化酶抑制剂 PBO对辛硫磷的增效作用最显著,
增效倍数为 4郾 76 倍;非特异性酯酶抑制剂 DEF 和
羧酸酯酶抑制剂 TTP 对辛硫磷增效作用相近,增效
倍数分别为 3郾 04 和 2郾 67 倍;谷胱甘肽 S鄄转移酶抑
制剂 DEM对辛硫磷增效作用不显著.对于田间种群
(BJ),4 种增效剂对辛硫磷均有显著的增效作用,多
功能氧化酶抑制剂 PBO 对辛硫磷的增效作用最显
著,增效倍数为 3郾 01 倍;羧酸酯酶抑制剂 TTP 和非
特异性酯酶抑制剂 DEF对辛硫磷增效作用较相近,
增效倍数分别为 2郾 54 和 2郾 10 倍;谷胱甘肽 S鄄转移
酶抑制剂 DEM对辛硫磷增效作用最小,为 1郾 67 倍.
2郾 3摇 酶活性测定结果
由图 1 可知,相对于敏感种群,田间种群西花蓟
马的细胞色素 P450和 b5含量均显著提高,细胞色素
P450含量提高到 1郾 48 倍,细胞色素 b5含量提高到
1郾 88 倍;抗辛硫磷种群西花蓟马的细胞色素 P450和
b5含量均显著提高,细胞色素 P450含量提高到 2郾 79
倍,细胞色素 b5含量提高到 2郾 88 倍.
摇 摇 由表 3 可知,抗辛硫磷种群(XK)和田间种群
(BJ)的 O鄄脱甲基酶活性相对于敏感种群分别显著
提高到 2郾 60 和 1郾 68 倍;XK 和 BJ 的羧酸酯酶活性
相对于敏感种群(S)分别显著提高到 2郾 03 和 1郾 61
倍;XK和 BJ的谷胱甘肽 S鄄转移酶活性相对于(S)
提高不显著,仅有 1郾 11 和 1郾 20 倍;XK 的乙酰胆碱
酯酶活性相对于 S提高显著,倍数为 3郾 10 倍,BJ 的
乙酰胆碱酯酶活性提高不显著,仅 1郾 09 倍. 表明
O鄄脱甲基酶、羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶在西花蓟马
对辛硫磷的抗性机制中起着重要作用.
3摇 讨摇 摇 论
杨亦桦等[24] 将棉铃虫 ( Helicoverpa amigera
Hubner)敏感种群在室内经辛硫磷筛选 21 代后进行
交互抗性生物测定发现,棉铃虫对辛硫磷产生高水
平抗性后,对氨基甲酸酯类杀虫剂灭多威具有比较
明显的交互抗性,对久效磷具有一定程度交互抗性,
对甲基对硫磷和丙溴磷也有较低水平的交互抗性.
本文供试西花蓟马抗性种群与敏感种群为同源种
群,是经辛硫磷筛选 33 代后得到抗性倍数为 30郾 59
的抗辛硫磷种群.交互抗性测定结果表明,西花蓟马
抗辛硫磷种群对有机磷类杀虫剂毒死蜱、拟除虫菊
酯类杀虫剂高效氯氟氰菊酯和氨基甲酸酯类杀虫剂
灭多威存在中等水平的交互抗性,当西花蓟马对辛
硫磷抗性水平进一步上升时,其对辛硫磷和以上 3
种杀虫剂的交互抗性有进一步上升的风险. 西花蓟
马对辛硫磷与溴虫腈、吡虫啉、甲维盐和多杀菌素存
在低水平交互抗性,在田间生产上应对辛硫磷与以
73917 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王圣印等: 西花蓟马抗辛硫磷种群的抗性机制及交互抗性摇 摇 摇 摇 摇 摇
上 4 种杀虫剂混配或轮换使用应持谨慎态度;虽然
西花蓟马抗辛硫磷种群对啶虫脒和阿维菌素尚未产
生明显交互抗性(RR50<3),但不能排除交互抗性会
伴随西花蓟马对辛硫磷抗性上升出现,并且何恒果
等[25]报道室内选育杀死率为 50% ~ 90%时获得对
阿维菌素产生 10 倍抗性的桔全爪螨种群仅需要
12 ~ 26代,因此在混用或轮用辛硫磷和阿维菌素防
治大田害虫前应做进一步研究.
Chen等[12]对桔全爪螨(Frankliniella occidental鄄
is)的研究发现,对桔全爪螨抗辛硫磷种群和相对敏
感种群施用 PBO时,二者的 MFO活性均受到抑制,
但对抗性种群的抑制效果强于敏感种群,表明桔全
爪螨对辛硫磷的抗性形成与多功能氧化酶系的活力
升高有关.本试验结果发现,多功能氧化酶抑制剂
PBO对辛硫磷控制西花蓟马抗性种群、野生种群和
敏感种群的增效作用具有显著差异;抗性种群和野
生种群多功能氧化酶系活性显著高于敏感种群,说
明西花蓟马对辛硫磷抗性的提高与多功能氧化酶活
性增强密切相关, 并往往伴随其细胞色素 P450、b5含
量及 O鄄脱甲基酶活性的提高.
杨亦桦等[24]发现,DEF 对辛硫磷的增效比为
24郾 8,增效作用明显.初步证明酯酶是引起棉铃虫对
辛硫磷产生抗性的重要原因.吴国星等[26]用辛硫磷
对小菜蛾(Plutella xylostella)进行逐代处理以选育
抗性种群,发现抗性种群 CarE活性均显著高于敏感
种群,且不同选育世代 CarE 酶活性差异显著. Chen
等[12]采用酶标仪技术对桔全爪螨辛硫磷敏感和抗
性种群体内 CarE 活性进行了测定,结果显示 CarE
活性的增强是桔全爪螨对辛硫磷产生抗药性的因素
之一.本文用非特异性酯酶抑制剂 DEF和羧酸酯酶
抑制剂 TPP 分别处理西花蓟马抗性种群、野生种群
和敏感种群,发现两种增效剂对西花蓟马种群均有
显著增效作用,但对抗性种群和野生种群的增效作
用大于敏感种群;酶活性结果表明,相对于敏感种
群,西花蓟马抗性种群和野生种群羧酸酯酶活性均
显著提高,表明羧酸酯酶是西花蓟马对辛硫磷形成
抗性的重要因素之一.
Jensen[27]研究发现,乙酰胆碱酯酶活性升高是
西花蓟马对氨基甲酸酯类杀虫剂灭虫威产生抗性的
主要因素. Chen 等[12]采用酶标仪技术对桔全爪螨
辛硫磷敏感和抗性种群体内的 AChE 活性进行测
定,结果显示桔全爪螨对辛硫磷存在明显的靶标抗
性. Li 等[28]发现,1 ~ 5 龄抗辛硫磷家蚕 (Bombyx
mandarina)种群乙酰胆碱酯酶活性分别是野桑蚕的
1郾 60、1郾 65、1郾 81、1郾 93 和 2郾 28 倍. 本试验酶活性测
定结果表明,相对于敏感种群,抗性种群的乙酰胆碱
酯活性显著提高 3郾 10 倍,交互抗性试验表明西花蓟
马抗辛硫磷种群对灭多威具有中等水平的交互抗
性,表明 AChE活性升高是导致西花蓟马对辛硫磷
抗性升高的重要因素. 因为 AChE 是辛硫磷的作用
靶标,所以西花蓟马对辛硫磷具有明显的靶标抗性.
Zhao等[29]发现,抗有机磷类杀虫剂二嗪磷的西
花蓟马种群的 GST活性相对敏感. Espinosa 等[30]用
DEM 对有机磷类杀虫剂甲胺磷抗性种群西花蓟马
进行增效试验,未发现 DEM 对甲胺磷具有增效作
用.本文用 DEM对抗辛硫磷西花蓟马种群进行了生
物测定,结果表明 DEM 对辛硫磷的增效作用甚微,
没有达到显著性水平,但 DEM对野生种群具有显著
的增效作用,可能原因是野生种群作为田间种群,具
有多抗性;抗辛硫磷种群 GSTs 比活力与敏感种群
无显著差别,说明 GSTs 在西花蓟马对辛硫磷抗性
机制中的贡献不大.
进入 21 世纪以来,随着社会和经济的发展,人
们的环保意识越来越强,同时消费者也越来越重视
食品安全,发展低毒高效杀虫剂是可持续发展的需
要.在利用小花蝽等天敌昆虫防治西花蓟马的相关
研究大规模开展的同时[31],生物源杀虫剂逐渐兴
起,然而纵观目前整个农药市场, 从品种、剂型以及
市场份额来看,生物源杀虫剂与有机杀虫剂相比仍
有相当大的差距,而辛硫磷作为一种高效低毒杀虫
剂仍然有广阔的市场空间.因此,在加强生物源杀虫
剂研究的同时,应加强对生物源杀虫剂与辛硫磷混
配或轮换使用方法的研究,或者在辛硫磷各剂型中
添加增效剂,使辛硫磷这种高效杀虫剂在农业生产
中发挥更大作用.
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作者简介摇 王圣印,男,1984 年生,硕士研究生.主要从事昆
虫毒理与害虫抗药性研究. E鄄mail: wsy19840822@ 163. com
责任编辑摇 肖摇 红
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