二化螟對常用殺蟲劑的抗性研究進展

常菊花

(長江大學生命科學學院,湖北 荊州434025)

何月平

(華中農業大學植物科學技術學院,湖北 武漢430070)

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二化螟對常用殺蟲劑的抗性研究進展

常菊花

(長江大學生命科學學院,湖北 荊州434025)

何月平

(華中農業大學植物科學技術學院,湖北 武漢430070)

[摘要]二化螟(Chilo suppressalis)是我國水稻上的重要害蟲之一。目前二化螟的防控仍離不開化學防治，而二化螟抗藥性問題嚴重影響了生產上的化防效果。對二化螟的抗性監測、抗性機理、抗性遺傳等方面的研究進展進行了綜述，并提出了二化螟抗性治理的一些措施。

[關鍵詞]二化螟(Chilo suppressalis)；抗性監測；生化機制；分子機理

二化螟(Chilosuppressalis)屬鱗翅目螟蛾科(Lepidoptera:Pyralidae)，別名鉆心蟲，是我國水稻上的重要害蟲之一。二化螟廣泛分布于亞洲溫帶和亞熱帶稻區，國內除西藏、青海外皆有發生，常年在長江流域發生較重，國外分布于亞洲、大洋州、北非和南歐的許多國家。20世紀90年代以來，二化螟發生危害再次呈加重趨勢，部分地區暴發危害難以防治，對水稻生產構成了新的重大威脅。

1二化螟抗性監測研究現狀

殺蟲劑選擇作用是害蟲抗藥性進化的主要動力。我國二化螟抗藥性監測始于20 世紀70 年代，二化螟抗藥性監測的方法主要有點滴法、人工飼料藥膜法、稻苗浸漬法和稻莖浸漬法。其中點滴法適用于以觸殺作用為主的殺蟲劑抗性監測，不能體現殺蟲劑的胃毒作用，其他3種方法可以同時檢測殺蟲劑的胃毒和觸殺作用。田間二化螟對殺蟲單、三唑磷、氟蟲腈和氯蟲苯甲酰胺等的抗性進化與田間藥劑使用水平密切相關，抗性分布有明顯的地區性。

自1983年六六六停用后，殺蟲單(雙)長期成為防治水稻螟蟲的首要藥種，在很多地區呈連續單一使用局面。1998年后陸續監測到一些種群(尤其是浙江省)已對殺蟲單產生了很高水平的抗性[1～3]，但隨著高抗地區多年停止使用該藥劑之后，從2008年起對殺蟲單的抗性開始有所下降，各地二化螟對殺蟲單的抗性普遍回落到中等水平以下。以浙江瑞安種群為例，2001年起，瑞安地區暫停使用殺蟲單，二化螟對殺蟲單的抗性水平從2002年的110多倍降低到2005年的50倍左右，2005年起高毒農藥開始被禁用，部分農民重新使用殺蟲單，抗性又快速回升，到2008年達到頂峰(170多倍)，之后由于氯蟲苯甲酰胺等新型殺蟲劑進入市場,殺蟲單又被停止使用，抗性又呈回落趨勢，至2013年降至20倍左右[4,5]。

三唑磷于20世紀90年代后期在主要稻區大面積推廣應用，成為繼殺蟲單防效較差之后的主要治螟藥劑。1999年監測發現浙江南部地區已產生了高抗(57～165倍)[1]，隨后陸續在浙江、江蘇、江西及廣西等地區發現中等至高水平抗性[3,4,6]，至2013年浙江、江西、湖南等省部分地區對三唑磷處于中等至高水平抗性(抗性倍數61.7～209.8倍)，而江蘇、湖北等省二化螟種群對三唑磷處于敏感至低水平抗性(全國農技推廣中心發布的2013年監測數據)。

氟蟲腈于1997年開始在浙江東南部推廣用于防治水稻螟蟲，由于其對大多數水稻害蟲高效，隨后擴大至整個長江中下游及東南沿海地區，使用量也呈逐年增加趨勢，至2005年由于高毒農藥被禁用以及褐飛虱大面積特大發生，氟蟲腈成為當時防治水稻害蟲的主導藥劑，且田間使用量非常大，導致有些種群二化螟已對其產生了中等水平抗性，如2006年浙江瑞安和蒼南種群對氟蟲腈的抗性水平為19.1～23.4倍[7]。2009年氟蟲腈由于對水生生物的高毒性而被禁止在水田使用。

在繼高毒高生態風險藥劑被禁用和高抗品種被替換之后，毒死蜱和阿維菌素開始在各稻區推廣使用。目前浙江、江西、湖南等省部分地區對毒死蜱處于中等水平抗性(10.2～40.8倍)，江蘇、湖北等省二化螟種群對毒死蜱比較敏感(全國農技推廣中心發布的2013年監測數據)。阿維菌素自1998年起以混劑形式登記用于防治水稻二化螟，田間二化螟對阿維菌素抗性發展比較緩慢，至今也只有少數種群產生了十幾倍抗性(如全國農技推廣中心發布的2013年監測結果：浙江、江西部分地區種群抗性倍數為13.6～15.3倍)。

氯蟲苯甲酰胺是作用于魚尼丁受體的雙酰胺類殺蟲劑，對幾乎所有鱗翅目昆蟲有很好活性，成為當前害蟲綜合治理推薦的優選殺蟲劑之一，2008年起在我國登記用于防治水稻二化螟。雖然使用年限很短，但是其抗性上升趨勢明顯，至2013年浙江象山、江西上高、湖南東安種群已上升為中等水平抗性(全國農技推廣中心發布的2013年監測結果：抗性倍數10.7～13.0倍)。

2二化螟抗藥性機制研究現狀

2.1二化螟抗藥性的生化機制

害蟲產生的抗藥性的機理主要是表皮穿透性下降、解毒代謝作用增強和靶標敏感性下降這3個方面。單純表皮穿透率降低一般不能引起高水平的抗性,但能對抗性有強化作用。二化螟對殺蟲劑生化抗性主要與羧酸酯酶(EST)、多功能氧化酶(MFO)、谷胱甘肽轉移酶(GST)有關。二化螟生化抗性機制研究大多數是基于酶抑制劑生物測定和酶活力測定的結果。

20世紀80年代，Konno等[8]對二化螟抗有機磷殺蟲劑的機制進行了系統研究，發現二化螟對殺螟硫磷的抗性機制為EST活性增強。國內對二化螟抗性機制的研究始于20世紀80年代后期。王強等[9]和田學志等[10]的活體增效研究表明，解毒代謝作用增強是二化螟對敵百蟲、殺蟲雙、久效磷的抗性的主要原因。韓啟發等[11]的酶活測定發現二化螟對殺螟硫磷的抗性與EST、MFO、乙酰膽堿酯酶(AChE)有關。彭宇等[12]和韓招久[2]的研究表明，二化螟對甲胺磷的抗性機理可能與MFO的O-脫甲基作用活力增高和AChE的敏感性降低有關。曲明靜[13]研究表明解毒代謝酶和AChE參與了二化螟對三唑磷抗性的形成。李秀峰等[14]和韓招久[2]發現MFO活性提高可能是二化螟對殺蟲單抗性的一個重要機制，GST可能也參與了二化螟對殺蟲單抗性的形成。姜衛華等[15]和Li等[16]的研究表明EST、GST和MFO與二化螟對氟蟲腈抗性的形成有一定關系。

黃誠華等[17]對浙江不同地區二化螟種群抗性相關酶系的活性與頻率分布進行了比較，表明二化螟對氟蟲腈和殺蟲單的抗性水平與GST及MFO活性的變化呈正相關，二化螟對三唑磷產生抗性與其AChE的敏感度下降有關。

He等[4]的活體增效測定發現田間二化螟種群(浙江瑞安2011年種群，RA11)對殺蟲單的高抗和對毒死蜱的中抗與解毒代謝酶沒有關系，EST參與了對三唑磷的高抗形成，EST和MFO參與了對氟蟲腈的中抗形成；而二化螟對溴氰菊酯的高抗主要與MFO相關，EST和GST也參與抗性形成。He等[18]的活體增效測定發現田間二化螟種群對氯蟲苯甲酰胺的中等抗性與MFO密切相關，EST參與了抗性形成。

2.2二化螟抗藥性的分子機理

隨著基因組學的發展，很多與抗藥性相關的基因被鑒定出來。韓招久[2]進行敏感和抗性二化螟乙酰膽堿受體(nAChR)功能亞基的cDNA序列比較，認為nAChR靶標不敏感性可能與二化螟對殺蟲單抗性的形成有關。姜曉靜等[19]發現二化螟AChE基因Ch-acel中存在A314S突變與三唑磷的抗性有關。劉瑩等[20]基于轉錄組預測出11個EST基因、15個GST基因和95個細胞色素P450基因，以及AChE、AChR、鈉離子通道、GABA和魚尼丁受體靶標基因各9、8、6、5和19個。Wang 等[21]鑒定分析了77個P450基因，克隆得到28個基因全長序列，這些P450基因分屬于4個分支，其中clan3包含29個基因。已報道的很多與抗性相關的CYP6和CYP9家族基因就屬于clan3[22]。

3二化螟抗性遺傳的研究進展

Konno等[4]用回歸線法研究了抗有機磷的日本二化螟對殺螟硫磷和甲基嘧啶磷的抗性遺傳，結果表明其抗性遺傳方式為不完全隱性、非胞質遺傳、由單個主基因控制。國內外關于二化螟及擬除蟲菊酯類殺蟲劑的抗性風險評估的相關報道很多。韓啟發等[9]通過室內用殺螟硫磷連續7代篩選，得出二化螟對殺螟硫磷抗性的現實遺傳力(h2)為0.277，認為現實遺傳力較低、產生高抗性的潛力不大；曹明章[23]的研究得出，二化螟對氟蟲腈和三唑磷的h2分別為0.3388和0.4835，采用殺蟲單對二化螟的前期連續6代篩選的h2為0.2303，后期連續篩選5代的h2為1.2055。

4二化螟抗性治理措施

目前針對二化螟的防治，在提倡 “農藥減量防控”等理念的綜合治理的同時，需要及時掌握田間抗藥性發展動態，了解抗藥性進化機制，從而加強對現有防治藥劑的抗性治理，以延長藥劑使用壽命。具體措施如下：對二化螟抗藥性進行監測，在重點省份和地區進行抗性普查，掌握抗藥性動態，開展害蟲抗藥性預測預報，指導合理使用農藥；進行農藥的合理混配和輪用，延緩抗藥性的產生；采取有效可行的非化學防治措施，減輕藥劑的選擇壓力，延緩抗性產生與發展。

通過研究揭示害蟲抗性產生的機理，一方面有助于提出克服或延緩抗性的具體措施，另一方面可以加深人們對害蟲生理生化、靶標結構與功能、藥劑作用機理與代謝等的了解，有助于今后設計創制更好的藥劑品種。

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[23]曹明章.二化螟抗藥性監測對三唑磷和殺蟲單抗性遺傳分析及對氟蟲腈抗性風險評估[D].南京：南京農業大學，2004.

[收稿日期]2015-07-20

[基金項目]長江大學博士啟動基金項目(801100010124)；長江大學自然科學預研項目(7011001902)。

[作者簡介]常菊花 (1982-)，女，講師，博士，主要從事農藥毒理學研究。通信作者：何月平，heaoe@163.com。

[中圖分類號]S435.112+.1

[文獻標識碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)09-0004-03

[引著格式]常菊花，何月平.二化螟對常用殺蟲劑的抗性研究進展[J].長江大學學報(自科版) ，2016，13(9)：4～6,21.