第十二节抗药性与其治理.ppt

第十二节第十二节 昆虫昆虫(knchng)(knchng)抗药性及治理抗药性及治理 迄今至少有迄今至少有500多种昆虫及螨、多种昆虫及螨、150多种植物病原多种植物病原菌、菌、180多种杂草生物型产生了抗药性。多种杂草生物型产生了抗药性。了解有害生物抗药性形成的机理及抗药性治理的策略，了解有害生物抗药性形成的机理及抗药性治理的策略，对于正确合理地使用农药及研制新农药都有重要对于正确合理地使用农药及研制新农药都有重要(zhngyo)意义。意义。第一页，共八十页。一、害虫一、害虫(hichng)抗药性的概念和定义抗药性的概念和定义二、害虫抗药性的发展概况二、害虫抗药性的发展概况三、我国农业害虫抗药性现状三、我国农业害虫抗药性现状四、害虫抗药性的形成四、害虫抗药性的形成五、影响抗性发展的因子五、影响抗性发展的因子六、害虫抗药性治理六、害虫抗药性治理第二页，共八十页。一、害虫一、害虫(hichng)(hichng)抗药性的概念和定义抗药性的概念和定义1.定义定义 世界卫生组织（世界卫生组织（WHOWHO）：）：昆虫具有昆虫具有(jyu)(jyu)耐受杀死正常种群耐受杀死正常种群大部分个体的药量的能力在其种群中发展起来的现象大部分个体的药量的能力在其种群中发展起来的现象。Sawicki（萨威基萨威基）：抗药性是指害虫能够降低田间防效抗药性是指害虫能够降低田间防效的一种反应，这是对毒物选择作出的一种遗传上的改变。的一种反应，这是对毒物选择作出的一种遗传上的改变。第三页，共八十页。抗药性特点抗药性特点(tdin)(tdin)（1 1）抗药性是对有害生物群体而言的（种群性）；）抗药性是对有害生物群体而言的（种群性）；）抗药性是对有害生物群体而言的（种群性）；）抗药性是对有害生物群体而言的（种群性）；（2 2）是针对某种特定的药剂而作出的反应（特定性）是针对某种特定的药剂而作出的反应（特定性）是针对某种特定的药剂而作出的反应（特定性）是针对某种特定的药剂而作出的反应（特定性）（3 3）是药剂选择的结果）是药剂选择的结果）是药剂选择的结果）是药剂选择的结果(ji gu(ji gu)（选择性）；（选择性）；（选择性）；（选择性）；（4 4）是可以在群体中遗传的（可遗传性）；）是可以在群体中遗传的（可遗传性）；）是可以在群体中遗传的（可遗传性）；）是可以在群体中遗传的（可遗传性）；（5 5）是相对于敏感种群或正常种群而言的（相对性）。此外，应）是相对于敏感种群或正常种群而言的（相对性）。此外，应）是相对于敏感种群或正常种群而言的（相对性）。此外，应）是相对于敏感种群或正常种群而言的（相对性）。此外，应注意不要将注意不要将注意不要将注意不要将“抗药性抗药性抗药性抗药性”和和和和“自然耐药性自然耐药性自然耐药性自然耐药性”相混淆。相混淆。相混淆。相混淆。第四页，共八十页。2.几个基本概念几个基本概念 自自然然耐耐药药性性(natural resistance)：指指一一种种昆昆虫虫在在不不同同发发育育阶阶段段、不不同同生理状态及所处的环境条件的变化对药剂产生不同的耐药力。生理状态及所处的环境条件的变化对药剂产生不同的耐药力。也叫自然抗性。也叫自然抗性。交交互互抗抗性性（cross resistance）：昆昆虫虫的的一一个个品品系系由由于于相相同同抗抗性性机机理理或或相相似似作作用用机机理理或或类类似似化化学学结结构构，对对于于选选择择药药剂剂以以外外的的其其他他(qt)从从未未使用过的使用过的一种药剂或一类药剂也产生抗药性的现象。一种药剂或一类药剂也产生抗药性的现象。负负交交互互抗抗性性(negative resistance)：指指昆昆虫虫对对一一种种杀杀虫虫剂剂产产生生抗抗性性后，反而对另一种药剂变的后，反而对另一种药剂变的更为敏感更为敏感的现象。的现象。一、害虫抗药性的概念一、害虫抗药性的概念(ginin)(ginin)和定和定义义第五页，共八十页。多抗性多抗性(multiple resistance)：昆虫的一个品系由于存在多种不：昆虫的一个品系由于存在多种不同的抗性基因或等位基因，能对几种或几类药剂都产生同的抗性基因或等位基因，能对几种或几类药剂都产生(chnshng)抗抗性。性。选择性：选择性：指不同昆虫对药剂敏感性的差异。指不同昆虫对药剂敏感性的差异。抗性倍数：抗性倍数：R的的LD50（LC50）/S的的LD50（LC50）一、害虫抗药性的概念一、害虫抗药性的概念(ginin)(ginin)和定和定义义第六页，共八十页。对对农农业业害害虫虫(hichng)(hichng)来来说说，如如果果提提高高5 5倍倍以以上上，一一般般来来说说已已产产生生了了抗抗药药性性，如如果果是是卫卫生生害害虫虫(hichng)(hichng)（蚊蚊，蝇蝇）其其抗抗性性倍倍数数达达5-105-10倍倍，认认为为产产生生了抗性。了抗性。测测定定抗抗性性必必须须使使用用相相同同的的方方法法才才能能比比较较，常常用用的的方方法法有有点点滴滴法法，浸浸渍渍法法等。等。抗性抗性 抗性指数抗性指数 级别级别(jbi)(jbi)（倍数）（倍数）无抗性：无抗性：5 5 低抗：低抗：5-10 5-10 中抗：中抗：10-40 10-40 高抗：高抗：40-160 40-160 极高抗：极高抗：160160第七页，共八十页。二、害虫二、害虫(hichng)(hichng)抗药性的发展概况抗药性的发展概况第八页，共八十页。二、害虫二、害虫(hichng)(hichng)抗药性的发展概况抗药性的发展概况第九页，共八十页。二、害虫二、害虫(hichng)(hichng)抗药性的发展概况抗药性的发展概况 447 447种抗性节肢动物中，种抗性节肢动物中，59%59%是重要的农业害虫是重要的农业害虫(264(264种种)，38%38%是重要的卫是重要的卫生生(wishng)(wishng)害虫害虫(171(171种种)，3%3%是寄生性或捕食性天敌是寄生性或捕食性天敌(12(12种种)。第十页，共八十页。二、害虫抗药性的发展二、害虫抗药性的发展(fzhn)(fzhn)概况概况第十一页，共八十页。三、害虫三、害虫(hichng)(hichng)抗药性的形成抗药性的形成1.抗药性的形成抗药性的形成 昆虫对杀虫剂产生抗性的问题，实质上是一个种群遗传学的问题。昆虫对杀虫剂产生抗性的问题，实质上是一个种群遗传学的问题。选择学说选择学说 认为抗药性是一种前适应现象（认为抗药性是一种前适应现象（preadaptive phenomenon），完全取决于杀虫剂的选择作用。），完全取决于杀虫剂的选择作用。诱导变异学说诱导变异学说 认为昆虫种群中原来认为昆虫种群中原来(yunli)不存在抗性基因。而是由不存在抗性基因。而是由于杀虫剂的直接作用，使昆虫种群内某些个体发生突变，产生了抗性基因。于杀虫剂的直接作用，使昆虫种群内某些个体发生突变，产生了抗性基因。药剂不是选择者而是诱导者。后适应现象。药剂不是选择者而是诱导者。后适应现象。第十二页，共八十页。基基因因重重复复学学说说(xu shu)：即即基基因因复复增增学学说说(xu shu)gene duplication theory。它它与与一一般般的的选选择择学学说说(xu shu)不不同同，虽虽然然它它承承认认本本来来就就有有抗抗性性基基因因的的存存在在，但但它它认认为为某某些些因因子子（如如杀杀虫虫剂剂等等）引引起起了了基基因因重重复复，即即一一个个抗抗性性基因拷贝为多个抗性基因，这是抗性进化中的一种普遍现象。基因拷贝为多个抗性基因，这是抗性进化中的一种普遍现象。染染色色体体重重组组学学说说：因因染染色色体体易易位位和和倒倒位位产产生生改改变变的的酶酶或或蛋蛋白白质，引起抗性的进化。质，引起抗性的进化。三、害虫三、害虫(hichng)(hichng)抗药性的形成抗药性的形成1.抗药性的形成抗药性的形成(xngchng)第十三页，共八十页。抗性的形成实际上是一种进化现象，至少包括(boku)(boku)3个因素：（1）变异 （2）遗传 （3）选择 选择起了定向的作用，即使基因频率向一个方向发展，逐代累加。第十四页，共八十页。抗性是杀虫剂选择的结果。产生抗性的原因有多种，按其抗性是杀虫剂选择的结果。产生抗性的原因有多种，按其由遗传引起的种群特征的变化，或形态、生理生化由遗传引起的种群特征的变化，或形态、生理生化(shn hu)特性特性的变化，可分为行为抗性和生理生化的变化，可分为行为抗性和生理生化(shn hu)抗性。抗性。三、害虫三、害虫(hichng)(hichng)抗药性的形成抗药性的形成2.抗药性形成抗药性形成(xngchng)的机制的机制第十五页，共八十页。2.1 生理生化抗性生理生化抗性 生生理理抗抗性性：包包括括表表皮皮和和神神经经膜膜穿穿透透作作用用降降低低(jingd)，脂脂肪肪体体等等惰惰性性部部位位贮贮存存杀杀虫虫剂剂的的能能力力增增强强、排排泄泄作作用用增增强强，围围食食膜膜特特别别发发达达，或或能引起呕吐、或分泌大量水分而引起水泻，加速将药剂排出体外等。能引起呕吐、或分泌大量水分而引起水泻，加速将药剂排出体外等。生生化化抗抗性性：主主要要是是指指由由解解毒毒作作用用增增强强、代代谢谢加加速速而而引引起起的的，故故又又称为代谢抗性。称为代谢抗性。三、害虫三、害虫(hichng)(hichng)抗药性的形成抗药性的形成2.抗药性形成抗药性形成(xngchng)的机制的机制第十六页，共八十页。简单地说，昆虫对各类杀虫剂涉及的主要生理生化抗性机理有简单地说，昆虫对各类杀虫剂涉及的主要生理生化抗性机理有以下几个方面：以下几个方面：（1）穿透）穿透(chun tu)速率降低。包括两种类型：一是杀虫剂穿透速率降低。包括两种类型：一是杀虫剂穿透(chun tu)昆虫表皮的速率降低，二是杀虫剂对神经系统穿透昆虫表皮的速率降低，二是杀虫剂对神经系统穿透(chun tu)作用降作用降低；低；（2）代谢抗性：涉及到的酶有，细胞色素）代谢抗性：涉及到的酶有，细胞色素P450酶系、水解酶酶系、水解酶（主要是酯酶）、谷胱甘肽转移酶、（主要是酯酶）、谷胱甘肽转移酶、DDT-脱氯化氢酶等；脱氯化氢酶等；（3）靶标部位敏感度降低等。）靶标部位敏感度降低等。三、害虫三、害虫(hichng)(hichng)抗药性的形成抗药性的形成2.抗药性形成抗药性形成(xngchng)的机制的机制2.1 生理生化抗性生理生化抗性第十七页，共八十页。ForgashForgash等等（19621962）首首先先提提出出，一一个个多多抗抗性性的的家家蝇蝇品品系系对对二二嗪嗪农农的的穿穿透透率率降降低低。狄狄氏氏剂剂和和DDTDDT在在抗抗性性家家蝇蝇中中的的穿穿透透作作用用降降低低。并并命命名名为为ORGANOTIN-rORGANOTIN-r，其突变基因命名为，其突变基因命名为tin(tin(或或pen)pen)。表表皮皮穿穿透透降降低低实实际际上上是是穿穿透透常常数数降降低低，即即杀杀虫虫剂剂穿穿透透昆昆虫虫表表皮皮的的速速率率降降低低，而而延延缓缓杀杀虫虫剂剂到到达达靶靶标标部部位位(bwi)的的时时间间。在在这这一一时时期内使抗性昆虫有更多的机会来降解这这些化合物。期内使抗性昆虫有更多的机会来降解这这些化合物。表皮穿透降低对杀虫剂无专一性，已报道的杀虫剂有表皮穿透降低对杀虫剂无专一性，已报道的杀虫剂有DDTDDT、狄氏剂、对、狄氏剂、对硫磷、西维因、二嗪农、马拉硫鳞、敌百虫、氯硫磷和其它杀虫剂。硫磷、西维因、二嗪农、马拉硫鳞、敌百虫、氯硫磷和其它杀虫剂。2.1.1 2.1.1 穿透作用降低穿透作用降低(jingd)(jingd)（1）表皮穿透作用降低）表皮穿透作用降低2.1 生理生理(shngl)生化抗性生化抗性第十八页，共八十页。2.1.1 2.1.1 穿透作用降低穿透作用降低(jingd)(jingd)（2）神经系统穿透作用降低）神经系统穿透作用降低2.1 生理生理(shngl)生化抗性生化抗性第十九页，共八十页。“pen”基因是一个修饰基因，也就是说单独起作用时，对抗性基因是一个修饰基因，也就是说单独起作用时，对抗性影响不大，但与其它因子，特别是各种代谢基因一起作用时，抗影响不大，但与其它因子，特别是各种代谢基因一起作用时，抗性就会显著加强，所以性就会显著加强，所以(suy)(suy)又称又称penpen基因为强化基因或增效基因。基因为强化基因或增效基因。例如，在抗例如，在抗DDTDDT的家蝇中发现，由于的家蝇中发现，由于MFOMFO活性增高，产生活性增高，产生5050倍的抗性，倍的抗性，表皮穿透作用降低，产生表皮穿透作用降低，产生2 2倍的抗性，那么这倍的抗性，那么这2 2个因子共同起作用时，其个因子共同起作用时，其抗性水平可达抗性水平可达900900倍。倍。实际上由于研究方法的限制可能低估了穿透抗性的作用，从渗透剂实际上由于研究方法的限制可能低估了穿透抗性的作用，从渗透剂的增效作用可以推测穿透抗性在某些情况下可能扮演更为重要的角色。的增效作用可以推测穿透抗性在某些情况下可能扮演更为重要的角色。2.1.1 2.1.1 穿透穿透(chun tu)(chun tu)作用降低作用降低 2.1 生理生理(shngl)生化抗性生化抗性第二十页，共八十页。有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂的靶标乙酰胆碱酯酶有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂的靶标乙酰胆碱酯酶 DDT和拟除虫菊酯类杀虫剂的主要和拟除虫菊酯类杀虫剂的主要(zhyo)靶标钠通道靶标钠通道 环戊二烯类杀虫剂的靶标环戊二烯类杀虫剂的靶标GABA受体。受体。2.1.2 2.1.2 作作用用(zuyng)(zuyng)靶靶标标部部位位敏敏感感性性降降低低 2.1 生理生理(shngl)生化抗性生化抗性三、害虫抗药性的形成三、害虫抗药性的形成2.抗药性形成的机制抗药性形成的机制第二十一页，共八十页。AChE AChE的不敏感性主要由AchE变构引起，而AchE的变构则是结构基因的点突变造成的。例如，果蝇中的AChE是由一个独特的位点Ace编码的。Ace中的一个T突变为A将导致AChE的苯丙氨酸（368）突变为酪氨酸后改变了AChE的催化特性，结果降低了对杀虫剂的敏感性。点突变可以发生在不同的部位，从而导致不同的抗性型。从果蝇的田间品系中发现了4种突变型：苯丙氨酸（115）变为丝氨酸；异亮氨酸（199）变为缬氨酸或苏氨酸；甘氨酸（303）变为丙氨酸。一个突变型的AChE中几个点突变的组合不但会导致产生不同的抗性型，而且对抗性有明显的增强作用，即高抗性有可能来自几个低抗性点突变的组合。AChE敏感性下降，除了AChE质的改变，即上述变构AChE外，AChE量的增加即AChE基因表达(biod)调控也可能对抗性产生影响。第二十二页，共八十页。钠通道钠通道 钠钠通通道道的的改改变变，引引起起对对杀杀虫虫剂剂敏敏感感度度下下降降，结结果果产产生生击击倒倒抗抗性性（Knockdown resistance，简简称称Kdr），包包括括抗抗性性水水平平更更高高的的超超Kdr因因子子。Kdr型抗性通常具有如下的特点：型抗性通常具有如下的特点：（1）Kdr基基因因(jyn)是是隐隐性性基基因因(jyn)，即即只只有有在在纯纯合合子子状状态态下下才才表表现现抗性，杂合子状态并不表现抗性；抗性，杂合子状态并不表现抗性；（2）Kdr基因对基因对DDT和拟除虫菊酯杀虫剂引起神经敏感度降低；和拟除虫菊酯杀虫剂引起神经敏感度降低；（3）对所有拟除虫菊酯和）对所有拟除虫菊酯和DDT都有交互抗性；都有交互抗性；（4）对对拟拟除除虫虫菊菊酯酯产产生生很很高高的的抗抗性性，特特别别是是在在有有超超Kdr基基因因存存在在时时，可产生数千倍的抗性。可产生数千倍的抗性。第二十三页，共八十页。Kdr型的分子机理型的分子机理(j l)：神经膜磷脂双分子层的变异；钠通道数量的改变；钠通道质的神经膜磷脂双分子层的变异；钠通道数量的改变；钠通道质的改变。改变。膜上的脂对膜蛋白和酶的结构与功能起重要作用，如果神经膜脂蛋白膜上的脂对膜蛋白和酶的结构与功能起重要作用，如果神经膜脂蛋白或脂类组成发生变化，或由于脂诱导而造成酶的构型发生变化，最后都会或脂类组成发生变化，或由于脂诱导而造成酶的构型发生变化，最后都会导致神经敏感性下降。导致神经敏感性下降。昆虫对拟除虫菊酯的毒性反应有很大差异的原因可能昆虫对拟除虫菊酯的毒性反应有很大差异的原因可能是由于不同昆虫的神经膜中的脂质比例不同而引起的。是由于不同昆虫的神经膜中的脂质比例不同而引起的。钠通道数量的改变与产生击倒抗性有或无关；钠通道数量的改变与产生击倒抗性有或无关；钠通道钠通道(tngdo)第二十四页，共八十页。Kdr的本质是钠通道的变异。的本质是钠通道的变异。通过对敏感和抗性品系中位于第二染通过对敏感和抗性品系中位于第二染色体上的果蝇钠通道色体上的果蝇钠通道Sch等位基因克隆化和测序，发现位于同源结构阈等位基因克隆化和测序，发现位于同源结构阈的的S5和和S6连接片段的一个位点发生了突变，导致连接片段的一个位点发生了突变，导致(dozh)敏感品系敏感品系Sch序序列中列中1172位的天冬氨酸残基在抗性品系中被天冬酰胺取代，使连接片段位的天冬氨酸残基在抗性品系中被天冬酰胺取代，使连接片段失去一个负电荷，此负电荷的丧失是产生失去一个负电荷，此负电荷的丧失是产生Kdr机制的原因。机制的原因。在拟除虫菊酯抗性烟草夜蛾体内是单个碱基发生了突变（在拟除虫菊酯抗性烟草夜蛾体内是单个碱基发生了突变（T到到A），），而该突变基因能将亮氨酸改变为组氨酸，从而引起钠通道蛋白改变造成而该突变基因能将亮氨酸改变为组氨酸，从而引起钠通道蛋白改变造成击倒抗性。击倒抗性。Kdr型的分子型的分子(fnz)机理：机理：第二十五页，共八十页。-氨基丁酸（氨基丁酸（GABA）受体）受体 果蝇对环戊二烯类的抗性是由位于第果蝇对环戊二烯类的抗性是由位于第染色体臂的单个主要基因染色体臂的单个主要基因（Rdl）控制的。在家蝇中）控制的。在家蝇中Rdl基因位于第基因位于第染色体。染色体。环戊二烯抗药性是由环戊二烯抗药性是由GABAA受体受体-氯离子通道氯离子通道(tngdo)复合体上环戊二烯复合体上环戊二烯和木防己苦毒宁（和木防己苦毒宁（PTX）结合部位敏感度下降所致。）结合部位敏感度下降所致。Ffrench-Constant等首先从野生型对环戊二烯类杀虫剂有高抗性的果蝇品等首先从野生型对环戊二烯类杀虫剂有高抗性的果蝇品系中克隆了环戊二烯抗性基因系中克隆了环戊二烯抗性基因Rdl。在。在Rdl基因基因 中，仅发现在中，仅发现在302位的丙氨酸变位的丙氨酸变为丝氨酸，正是这一突变与环戊二烯为丝氨酸，正是这一突变与环戊二烯/PTX结合部位的不敏感度有关。结合部位的不敏感度有关。第二十六页，共八十页。昆昆虫虫在在杀杀虫虫剂剂的的选选择择压压力力下下，通通过过增增强强体体内内解解毒毒酶酶的的活活力力和和提提高高酶酶蛋蛋白白与与杀杀虫虫剂剂分分子子(fnz)的的亲亲和和性性以以及及加加强强各各种种形形式式的的酶酶促促结结合合等等方方式式，加加速速对对进进入入昆昆虫虫体体内内的的杀杀虫虫剂剂的的解解毒毒代代谢谢作作用用而而使使昆昆虫虫表表现现出出的的抗药性，就是代谢抗性，简单地说就是解毒能力增强抗药性，就是代谢抗性，简单地说就是解毒能力增强。参与代谢作用并与抗性有关的酶系主要有细胞色素参与代谢作用并与抗性有关的酶系主要有细胞色素P450酶系、谷胱酶系、谷胱甘肽转移酶和水解酶（主要是脂族酯酶、甘肽转移酶和水解酶（主要是脂族酯酶、DDT-脱氯化氢酶等）等。脱氯化氢酶等）等。2.1.3 2.1.3 代谢作用增强代谢作用增强(zngqing)2.1 生理生理(shngl)生化抗性生化抗性三、害虫抗药性的形成三、害虫抗药性的形成2.抗药性形成的机制抗药性形成的机制第二十七页，共八十页。细胞细胞(xbo)色素色素P450酶系与抗药性酶系与抗药性细细胞色素胞色素P450P450的化学的化学(huxu)(huxu)本本质质是蛋白是蛋白质质，它不是一种蛋白而是分，它不是一种蛋白而是分子子质质量在量在46-60Kda46-60Kda（黄俊勇和冷欣夫，（黄俊勇和冷欣夫，19911991）的）的结结构构类类似而又不尽似而又不尽相同，性相同，性质类质类似而又有差异的一族蛋白似而又有差异的一族蛋白质质（唐振（唐振华华，1990a1990a）。主）。主要包括两要包括两类细类细胞色素：胞色素：细细胞色素胞色素P P450450和和细细胞色素胞色素b b5 5；二种黄素蛋白，；二种黄素蛋白，即即NADPH-NADPH-细细胞胞P450P450还还原原酶酶和和NADH-NADH-细细胞色素胞色素b b5 5还还原原酶酶；还还含有磷脂等。含有磷脂等。P450P450蛋白种类的多样性及其底物的重叠性使蛋白种类的多样性及其底物的重叠性使P450P450酶系可以催化多种类酶系可以催化多种类型的反应，不仅对许多外来物质如杀虫剂及其它环境有毒化合物具有代谢型的反应，不仅对许多外来物质如杀虫剂及其它环境有毒化合物具有代谢作用，还参与一些重要的生理功能内源性物质如激素、脂肪酸的代谢，在作用，还参与一些重要的生理功能内源性物质如激素、脂肪酸的代谢，在生物体中起十分重要的作用。生物体中起十分重要的作用。第二十八页，共八十页。细胞色素细胞色素P450P450单加氧酶的功能单加氧酶的功能(gngnng)(gngnng)(gngnng)(gngnng)是催化底物分子羟基化是催化底物分子羟基化RH+NADPH+H+O2 ROH+NADP+H2O 上述反应需要细胞上述反应需要细胞(xbo)色素色素P450(Cyt P450)参与。参与。细胞色素细胞色素(s s)P450单加氧酶单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase)，又称混合功能氧化酶，又称混合功能氧化酶(mixed-function oxidase)或羟化酶或羟化酶(hydroxylase)第二十九页，共八十页。细胞色素细胞色素(s s)P450单加氧酶作用机制单加氧酶作用机制第三十页，共八十页。细胞色素细胞色素P450酶系与抗药性酶系与抗药性 P450酶系对杀虫剂代谢作用的增强是大多数重要害虫对杀虫剂产酶系对杀虫剂代谢作用的增强是大多数重要害虫对杀虫剂产生高水平抗性和交互抗性的主要原因生高水平抗性和交互抗性的主要原因(yunyn)（Scott,1996）。）。其直接证据来自其直接证据来自MFO的离体测定，主要是通过：的离体测定，主要是通过：a 杀虫剂氧化代谢的直接测定；杀虫剂氧化代谢的直接测定；b 模型底物氧化代谢的测定；模型底物氧化代谢的测定；c 对对MFO酶系中酶系中P450水平的测定；水平的测定；d P450光谱特征的变化。光谱特征的变化。研究结果表明，抗性的发展普遍与微粒体氧化作用增强有关。研究结果表明，抗性的发展普遍与微粒体氧化作用增强有关。第三十一页，共八十页。其其间接证据是通过研究一些增效剂的作用间接证据是通过研究一些增效剂的作用(zuyng)发现的。增效醚发现的。增效醚（pbo）是）是MFO的专一性抑制剂，并对抗性品系的增效作用的专一性抑制剂，并对抗性品系的增效作用(zuyng)大于敏大于敏感品系。利用感品系。利用pbo的增效作用的增效作用(zuyng)来判断来判断MFO是否参与害虫抗药性形成，是否参与害虫抗药性形成，是研究抗药性性生理生化机制的常用工具之一。是研究抗药性性生理生化机制的常用工具之一。昆虫抗药性除与昆虫抗药性除与MFO中的细胞色素中的细胞色素P450水平有关外，还和其水平有关外，还和其他组分，特别是他组分，特别是P450还原酶和细胞色素还原酶和细胞色素b5水平有关。水平有关。MFO解毒能力增强：解毒能力增强：P450量的增加，量的增加，P450质的改变。质的改变。另外，另外，MFO活性增强可能也是造成交互抗性的原因之一。活性增强可能也是造成交互抗性的原因之一。细胞细胞(xbo)色素色素P450酶系与抗药性酶系与抗药性第三十二页，共八十页。酯酶与昆虫抗药性酯酶与昆虫抗药性 酯酶是能够水解酯键的一类水解代谢酶。酯酶是能够水解酯键的一类水解代谢酶。昆虫中的酯酶主要是昆虫中的酯酶主要是B类酯酶，包括胆碱酯酶、磷酸酯酶和羧类酯酶，包括胆碱酯酶、磷酸酯酶和羧酸酯酶。与抗性有关的主要是羧酸酯酶。酸酯酶。与抗性有关的主要是羧酸酯酶。羧酸酯酶实际上是由许多同功酶组成羧酸酯酶实际上是由许多同功酶组成(z chn)的。例如棉铃虫幼的。例如棉铃虫幼虫体内有虫体内有10个羧酸酯酶同功酶。个羧酸酯酶同功酶。羧酸酯酶解毒能力的增强在某些昆虫对有机磷杀虫剂的抗性中起重要作羧酸酯酶解毒能力的增强在某些昆虫对有机磷杀虫剂的抗性中起重要作用，对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性中起一定的作用，而对氨基甲酸酯类杀虫用，对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性中起一定的作用，而对氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性主要是剂的抗性主要是MFO的作用，羧酸酯酶的作用很小。的作用，羧酸酯酶的作用很小。第三十三页，共八十页。酯酶活力增强主要有两个方面的原因：一是质的改变，即某一酯酶活力增强主要有两个方面的原因：一是质的改变，即某一个个(y)或某一些同功酶发生了变构；二是量的改变，即酶量的增加。或某一些同功酶发生了变构；二是量的改变，即酶量的增加。酯酶量的增加又有三种途径：一是基因扩增；二是基因表达调控酯酶量的增加又有三种途径：一是基因扩增；二是基因表达调控的改变；三是这两个途径兼而有之。的改变；三是这两个途径兼而有之。酯酶在昆虫对杀虫剂的抗药性机制中起两方面的作用：一方酯酶在昆虫对杀虫剂的抗药性机制中起两方面的作用：一方面是催化杀虫剂酯键断裂，代谢解毒；另一方面是作为结合蛋白面是催化杀虫剂酯键断裂，代谢解毒；另一方面是作为结合蛋白和进入体内的杀虫剂结合，从而减少到达作用靶标的量。和进入体内的杀虫剂结合，从而减少到达作用靶标的量。酯酶与昆虫酯酶与昆虫(knchng)抗药性抗药性第三十四页，共八十页。谷胱甘肽转移酶（谷胱甘肽转移酶（GSTs）与昆虫抗药性）与昆虫抗药性 催催化化亲亲电电子子物物质质与与内内源源的的还还原原性性谷谷胱胱甘甘肽肽（GSH）反反应应（主主要要是是将将底底物物中中的的某某个个基基团团转转移移到到GSH的的硫硫原原子子(yunz)上上）的的一一类类酶酶称称为为谷谷胱胱甘甘肽肽S转转移移酶酶，简简称称GSTs。依依所所转转移移的的基基团团种种类类将将GSTs分分为为5类类：烷烷基基转转移移酶酶、芳芳基基转转移移酶酶、芳芳烷烷基基转转移移酶酶、链链烯烯转转移移酶酶和和环环氧氧化物转移酶。化物转移酶。在昆虫抗性机制中主要涉及到烷基转移酶和芳基转移酶。在昆虫抗性机制中主要涉及到烷基转移酶和芳基转移酶。研研究究表表明明，GSTs代代谢谢能能力力增增强强是是家家蝇蝇对对有有机机磷磷的的抗抗性性机机制制之之一一。如如抗抗二二嗪嗪农农的的家家蝇蝇品品系系较较敏敏感感酶酶系系的的GSTs代代谢谢强强度度高高5.2倍倍。此此外外，谷谷胱胱甘甘肽肽（GSH）是是GSTs催催化化结结合合反反应应的的辅辅助助因因子子，GSH的的含含量量对对GSTs的的催催化化有有很很大大影影响响。已已有有实实验验证证明明某某些些昆昆虫虫的的抗抗性性与与GSH含含量量增加有关。增加有关。GSTs结结合合杀杀虫虫剂剂后后，增增强强了了杀杀虫虫剂剂分分子子的的水水溶溶性性，因因此此有有利利于于被被害害虫虫排排出体外，从而使杀虫剂解毒。出体外，从而使杀虫剂解毒。第三十五页，共八十页。DDT-脱氯化氢酶脱氯化氢酶及硝基还原酶及硝基还原酶 昆昆虫虫体体内内的的DDT在在DDT-脱脱氯氯化化氢氢酶酶的的作作用用下下，将将DDT转转化化为为无无毒毒的的DDE。DDT-脱脱氯氯化化氢氢酶酶有有称称为为DDT酶酶，存存在在于于各各种种组组织织，包包括括化化感感器器，保保护护神神经经系系统统免免受受积积累累过过多多的的DDT。大大量量的的研研究表明昆虫对究表明昆虫对DDT的抗性程度由于的抗性程度由于DDT酶活性存在正相关性。酶活性存在正相关性。有有机机磷磷杀杀虫虫剂剂中中有有硝硝基基结结构构的的化化合合物物如如对对硫硫磷磷、杀杀螟螟硫硫磷磷及及苯苯硫硫磷磷等，可以被硝基还原酶代谢为无毒化合物。等，可以被硝基还原酶代谢为无毒化合物。总之，代谢抗性的化学总之，代谢抗性的化学(huxu)本质是杀虫剂代谢活性的增强，归因于本质是杀虫剂代谢活性的增强，归因于相关酶在数量或质量上的改变，可能涉及的机制包括基因扩增、酶基因突相关酶在数量或质量上的改变，可能涉及的机制包括基因扩增、酶基因突变以及基因转录的增强等。变以及基因转录的增强等。第三十六页，共八十页。2.抗药性形成抗药性形成(xngchng)(xngchng)的机制的机制 感觉到不安全而飞离。例如在喷洒菊酯类药剂的地感觉到不安全而飞离。例如在喷洒菊酯类药剂的地方，蚊子方，蚊子(wn zi)(wn zi)在未接触到足够的药量前就迅速飞离，在未接触到足够的药量前就迅速飞离，以致不能致死。以致不能致死。2.2 行为抗性行为抗性即昆虫受到杀虫剂的刺即昆虫受到杀虫剂的刺激而改变了习性激而改变了习性(xxng)(xxng)，对药剂的敏感度增加。对药剂的敏感度增加。使昆虫使昆虫第三十七页，共八十页。Na+通道通道(tngdo)敏感敏感度降低度降低第三十八页，共八十页。必须指出，某一种群对某一杀虫剂的抗性，其机制往往不是必须指出，某一种群对某一杀虫剂的抗性，其机制往往不是(b(b shi)shi)单一的，即使是酶活性提高，也不一定就是某种酶活性提高，可单一的，即使是酶活性提高，也不一定就是某种酶活性提高，可能是几种解毒酶活性都提高的结果。能是几种解毒酶活性都提高的结果。三、害虫三、害虫(hichng)(hichng)抗药性的形成抗药性的形成第三十九页，共八十页。四、影响抗性发展四、影响抗性发展(fzhn)(fzhn)的因子的因子遗传学因子遗传学因子(ynz)(ynz)生物学因子生物学因子操作操作 因子因子第四十页，共八十页。5.1 遗传学因子遗传学因子 (1)原始抗性基因频率：决定抗性速度的主要原始抗性基因频率：决定抗性速度的主要(zhyo)因素因素 (2)抗性基因是显性还是隐性：一是涉及到抗性形成的速度问抗性基因是显性还是隐性：一是涉及到抗性形成的速度问 题；二是涉及到抗性种群的纯度。题；二是涉及到抗性种群的纯度。（3）抗抗性性基基因因之之间间的的相相互互作作用用：抗抗性性若若是是单单基基因因，则则难难以以形形成成高高抗抗性性。二二个个抗抗性性基基因因结结合合时时对对抗抗性性的的影影响响是是倍倍增增，而而不不是是简简单单的的相相加加作作用。用。此此外外，抗抗性性基基因因的的相相对对适适合合度度、抗抗性性基基因因的的共共适适应应及及抗抗性性基基因因在染色体上的位置等遗传学因子也对抗性的发展影响很大。在染色体上的位置等遗传学因子也对抗性的发展影响很大。第四十一页，共八十页。5.2 生物学因子生物学因子 害虫害虫(hichng)(hichng)的种类，习性，世代均影响其抗性。的种类，习性，世代均影响其抗性。（1 1）世代：）世代：卫生害虫农业害虫仓库害虫。卫生害虫农业害虫仓库害虫。（2 2）活活动动性性活活动动性性小小活活动动性性大大，迁迁飞飞的害虫的害虫（3 3）食性：）食性：寡食性多食性寡食性多食性（4 4）害虫的栖息场地：栖息地少栖息场所多变）害虫的栖息场地：栖息地少栖息场所多变第四十二页，共八十页。5.3 操作因子操作因子 包包括括人人为为因因子子，药药剂剂的的性性质质，使使用用方方法法(fngf)(fngf)，次次数数、浓度、剂量等。浓度、剂量等。（1 1）药药剂剂性性质质：残残效效期期短短的的药药剂剂易易分分解解，残残效效期期长长的的不不易易分分解解，易易造造成成抗抗药药性性，缓缓释释剂剂残残效效期期更更长长，则则易易产产生抗药性。生抗药性。（2 2）药药剂剂的的使使用用量量、次次数数：高高剂剂量量、次次数数多多的的产产生生抗药性，它可使敏感种群被淘汰，抗性种群得以发展。抗药性，它可使敏感种群被淘汰，抗性种群得以发展。（3 3）使用范围：范围越大越易产生抗药性。）使用范围：范围越大越易产生抗药性。第四十三页，共八十页。五、五、害虫害虫(hichng)(hichng)(hichng)(hichng)抗药性治理抗药性治理津巴布韦杀螨剂轮用治理津巴布韦杀螨剂轮用治理(zhl)方案方案 二苯基化合物类二苯基化合物类（三氯杀螨砜等）（三氯杀螨砜等）甲脒或氨基甲酸酯类甲脒或氨基甲酸酯类 （双甲脒等）（双甲脒等）有机磷类有机磷类（久效磷、三唑磷等）（久效磷、三唑磷等）2年后年后2年后年后2年年后后第四十四页，共八十页。（一）害虫（一）害虫(hichng)(hichng)抗药性治理的基本原则和策略抗药性治理的基本原则和策略 1 1、基本、基本(jbn)(jbn)原则原则 （1 1）尽可能将目标害虫种群的抗性基因频率控制在最低水平；）尽可能将目标害虫种群的抗性基因频率控制在最低水平；（2 2）注重）注重(zhzhng)(zhzhng)选择没有交互抗性的药剂进行交替轮换使用选择没有交互抗性的药剂进行交替轮换使用和混用；和混用；（3 3）选择最佳施药时间和方法，严格控制施药次数；）选择最佳施药时间和方法，严格控制施药次数；（4 4）实行综合防治；）实行综合防治；（5 5）尽可能减少对非目标生物的影响。）尽可能减少对非目标生物的影响。第四十五页，共八十页。2.杀虫剂抗性治理(zhl)(zhl)的策略 （1 1）适度治理）适度治理(Moderation Manag-(Moderation Manag-ement)ement)限制限制(xinzh)(xinzh)(xinzh)(xinzh)药剂的使用，降低总的药剂的使用，降低总的选择压力，而在不用药阶段，充分利用选择压力，而在不用药阶段，充分利用种群中抗性个体适合度低的有利条件，种群中抗性个体适合度低的有利条件，促使敏感个体的繁殖快于抗性个体，以促使敏感个体的繁殖快于抗性个体，以降低整个种群的抗性基因频率，阻止或降低整个种群的抗性基因频率，阻止或延缓抗性的发展。延缓抗性的发展。第四十六页，共八十页。2.杀虫剂抗性治理(zhl)(zhl)的策略（2 2）饱和）饱和(boh)(boh)(boh)(boh)治理治理(Saturation(Saturation Management)Management)当抗性基因为隐性时，通过当抗性基因为隐性时，通过选择足以能杀死抗性杂合子的高剂量进行选择足以能杀死抗性杂合子的高剂量进行使用，并有敏感种群迁入起稀释作用，使使用，并有敏感种群迁入起稀释作用，使种群中抗性基因频率保持在低的水平，以种群中抗性基因频率保持在低的水平，以降低抗性的发展速率。降低抗性的发展速率。第四十七页，共八十页。2.杀虫剂抗性治理(zhl)(zhl)的策略（3 3）多种攻击治理）多种攻击治理(Multiple Attack(Multiple Attack Management)Management)当采用不同化学类型的杀虫剂当采用不同化学类型的杀虫剂交替使用或混用时，如果它们作用于一个交替使用或混用时，如果它们作用于一个以上作用部位，没有交互抗性，而且其中以上作用部位，没有交互抗性，而且其中(qzhng)(qzhng)(qzhng)(qzhng)任何一个药剂的选择压力低于抗性发展任何一个药剂的选择压力低于抗性发展所需的选择压力时，那就可以通过多种部所需的选择压力时，那就可以通过多种部位的攻击来达到延缓抗性的目的。位的攻击来达到延缓抗性的目的。第四十八页，共八十页。（二）抗性监测（二）抗性监测(jin c)(jin c)在抗性治理中的作用在抗性治理中的作用 1 1、设计抗性治理方案、设计抗性治理方案(fng n)(fng n)的依据的依据 2 2、评估、评估(pn)(pn)抗性治理的实际效果抗性治理的实际效果监测抗性变化评估治理方案和效果为抗性治理方