小菜蛾种群杂交对后代生长发育和解毒代谢酶活性的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0815

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (27): 126-132.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0815

小菜蛾种群杂交对后代生长发育和解毒代谢酶活性的影响

尹飞(), 葛天成, 肖勇, 彭争科, 李振宇()

广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室，广州 510640

收稿日期:2022-09-26 修回日期:2022-12-29 出版日期:2023-09-25 发布日期:2023-09-22
通讯作者: 李振宇，男，1978年出生，吉林德惠人，研究员，博士，主要从事蔬菜害虫综合防控、生态学及抗药性机理研究。E-mail：lizhenyu@gdaas.cn。
作者简介:
尹飞，女，1984年出生，山东新泰人，副研究员，博士，研究方向：蔬菜害虫综合防控技术与抗药性机理。通信地址：510640 广东省广州市天河区金颖路7号广东省农业科学院植物保护研究所，Tel：020-87597577，E-mail：feier0808@163.com。
基金资助:
广东省农业科学院协同创新中心项目“农作物病虫害智能识别与监测技术研发与应用”(XTXM202202); 广东省基础与应用基础研究基金项目“MBF2调控PxGST3介导小菜蛾对氯虫苯甲酰胺抗性机制”(2022A1515012395); 广东省农业科学院“十四五”学科团队建设项目“蔬菜病虫害绿色防控”(202105TD); 广州市农村科技特派员项目“菜心农药减量增效病虫害防控技术应用与示范”(20212100003)

Effects of Hybridization on Growth and Development and Detoxification Metabolic Enzyme Activity of Plutella xylostella Progenies

YIN Fei(), GE Tiancheng, XIAO Yong, PENG Zhengke, LI Zhenyu()

Plant Protection Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Provincial Key Laboratory of High Technology for Plant Protection, Guangzhou 510640

Received:2022-09-26 Revised:2022-12-29 Published-:2023-09-25 Online:2023-09-22

摘要/Abstract

摘要：

为明确敏感与抗性小菜蛾杂交对后代生长发育和抗药性的影响，探讨小菜蛾抗药性治理新思路。本研究选用室内敏感小菜蛾与田间抗性小菜蛾杂交，统计分析杂交后代F₁代小菜蛾生长发育、对药剂的敏感性及体内解毒代谢酶活性的差异变化。结果表明，小菜蛾敏感种群与抗性种群杂交对小菜蛾产卵量、发育历期、化蛹率和羽化率均无显著影响；小菜蛾正交和反交种群F₁代对茚虫威和乙基多杀菌素的敏感性均有提高，以正交小菜蛾F₁代对茚虫威和乙基多杀菌素的抗性倍数降低更明显，与抗性自交种群相比，抗性倍数分别从27.47倍和41.00倍降低到6.82倍和21.50倍。小菜蛾杂交后代体内谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)活性显著降低，正交和反交种群小菜蛾体内酶活性分别降低67.29%和53.80%。敏感与抗性小菜蛾杂交后，可能通过调控代谢酶活性影响小菜蛾对药剂的敏感性，研究结果可为小菜蛾的抗药性治理提供新思路。

关键词: 小菜蛾, 种群杂交, 杀虫剂, 抗药性, 代谢酶

Abstract:

The research aims to clarify the effect of hybridization between susceptible and resistant diamondback moth (DBM) on the growth, development and resistance of its progeny, and to explore new methods for the resistance management of DBM. In this study, the susceptible population hybridized with field resistant population of Plutella xylostella. The growth and development, sensitivity to pesticides and detoxification metabolic enzyme activity in F₁ generation of diamondback moth were analyzed. The results showed that the hybridization of susceptible and resistant diamondback moth had no significant effect on the fecundity, developmental duration, pupation rate and emergence rate of Plutella xylostella. The sensitivity of DBM orthogonal and reverse cross populations F₁ to indoxacarb and spinetoram was improved. The resistant ratio of DBM orthogonal F₁ to indoxacarb and spinetoram decreased more obviously. Compared with the resistant population, the resistant ratio decreased from 27.47 or 41.00 times to 6.82 or 21.50 times, respectively. The activities of glutathione-s transferase (GSTs) in the hybrid offspring of diamondback moth decreased significantly. The enzyme activities of DBM orthogonal and reverse cross populations decreased by 67.29% and 53.80%, respectively. After hybridization between sensitive and resistant diamondback moth, the sensitivity of diamondback moth to pesticides may be affected by regulating the activity of metabolic enzymes. The results can provide a new idea for the management of diamondback moth resistance.

Key words: Plutella xylostella, hybridization, pesticides, resistance, metabolic enzyme

尹飞, 葛天成, 肖勇, 彭争科, 李振宇. 小菜蛾种群杂交对后代生长发育和解毒代谢酶活性的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(27): 126-132.

YIN Fei, GE Tiancheng, XIAO Yong, PENG Zhengke, LI Zhenyu. Effects of Hybridization on Growth and Development and Detoxification Metabolic Enzyme Activity of Plutella xylostella Progenies[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(27): 126-132.

图/表 3

参考文献 42

[1]	ZALUCKI M P, ASAD S, REHAN S, et al. Estimating the economic cost of one of the world's major insect pests, Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae): just how long is a piece of string?[J]. Journal of economic entomology, 2012(4):4.
[2]	徐巨龙, 李静静, 王念猛, 等. 我国部分地区田间小菜蛾种群对8种常用杀虫剂的抗性检测[J]. 植物保护, 2021, 47(2):239-242.
[3]	李振宇, 肖勇, 吴青君, 等. 小菜蛾种群灾变及抗药性治理研究进展[J]. 应用昆虫学报, 2020, 57(3):549-567.
[4]	LI Z, FENG X, LIU S S, et al. Biology, ecology, and management of the diamondback moth in China[J]. Annual review of entomology, 2015, 61(1):277-296. doi: 10.1146/ento.2016.61.issue-1 URL
[5]	FURLONG M J, WRIGH T. Diamondback moth ecology and management: Problems, progress, and prospects[J]. Annual review of entomology, 2013, 58:517. doi: 10.1146/annurev-ento-120811-153605 pmid: 23020617
[6]	ANKERSMIT G W. DDT-resistance in Plutella maculipennis (Curt.) (Lep.) in Java[J]. Bulletin of entomological research, 1953, 44(3):421. doi: 10.1017/S0007485300025530 URL
[7]	EZIAH V Y, ROSE H A, CLIFT A D, et al. Susceptibility of four field populations of the diamondback moth Plutella xylostella L. (Lepidoptera:Yponomeutidae) to six insecticides in the Sydney region, New South Wales, Australia[J]. Australian journal of entomology, 2010, 47(4):355-360. doi: 10.1111/j.1440-6055.2008.00668.x URL
[8]	XINGLIANG W, YIDONG W. High Levels of resistance to chlorantraniliprole evolved in field populations of Plutella xylostella[J]. Journal of economic entomology, 2012(3):1019-1023.
[9]	TAMILSELVAN R, KENNEDY J S, SUGANTHI A. Monitoring the resistance and baseline susceptibility of Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae) against spinetoram in Tamil Nadu, India[J]. Crop protection, 2020, 142:105491. doi: 10.1016/j.cropro.2020.105491 URL
[10]	刘喃喃, 朱芳, 徐强, 等. 昆虫抗药性机理:行为和生理改变及解毒代谢增强(英文)[J]. 昆虫学报, 2006(4):671-679.
[11]	黄云, 吴沛卓, 郑钧月, 等. 棉铃虫对化学杀虫剂的抗性现状及分子机制研究进展[J]. 植物保护学报, 2022, 49(1):336-350.
[12]	ZUO Y, SHI Y, ZHANG F, et al. Genome mapping coupled with CRISPR gene editing reveals a P450 gene confers avermectin resistance in the beet armyworm[J]. PLoS Genetics, 2021, 17:e1009680. doi: 10.1371/journal.pgen.1009680 URL
[13]	李欣莲, 齐易香, 陆永跃. 重大实蝇类昆虫解毒代谢基因的研究进展[J]. 植物保护学报, 2022, 49(1):351-365.
[14]	SONODA S, IGAKI C. Characterization of acephate resistance in the diamondback moth Plutella xylostella[J]. Pesticide biochemistry & physiology, 2010, 98(1):121-127.
[15]	尹飞, 陈焕瑜, 冯夏, 等. 乙基多杀菌素抗性小菜蛾代谢解毒酶酶活性研究[J]. 应用昆虫学报, 2016, 53(2):314-319.
[16]	齐浩亮, 崔丽, 王芹芹, 等. 溴虫氟苯双酰胺对小菜蛾的毒力及相关酶活性的影响[J]. 植物保护, 2017, 43(1):112-116.
[17]	申君, 鲁艳辉, 张淑真, 等. 亚致死浓度氰氟虫腙对小菜蛾三种解毒酶及P450 mRNA表达量的影响[J]. 应用昆虫学报, 2016, 53(2):256-263.
[18]	谢苗, 尤民生. 氟虫腈对小菜蛾幼虫体内解毒酶的影响[J]. 应用昆虫学报, 2011, 48(6):1728-1733.
[19]	尹飞, 冯夏, 李振宇, 等. 亚致死剂量氯虫苯甲酰胺对小菜蛾体内活性酶的影响[J]. 植物保护, 2014, 40(2):66-69.
[20]	席羽, 殷坤山, 肖强. 不同地理种群茶尺蠖对EoNPV的敏感性差异研究[J]. 茶叶科学, 2011, 31(2):100-104.
[21]	席羽, 殷坤山, 唐美君, 等. 浙江茶尺蠖地理种群已分化成为不同种[J]. 昆虫学报, 2014, 57(9):1117-1122.
[22]	张灿, AHMED MUHAMMAD Z, 马骏, 等. 桔小实蝇中国与马来西亚种群间杂交:融合性、生物学及检疫挑战(英文)[J]. 环境昆虫学报, 2018, 40(3):553-570.
[23]	谭荣鹤, 朱道弘, 阳艳萍. 中华稻蝗不同地理种群杂交子代的滞育率[J]. 昆虫知识, 2008(3):394-397.
[24]	党志红, 安静杰, 高占林, 等. 河北省不同地区棉蚜种群对6种杀虫剂抗药性与种群适合度[J]. 植物保护, 2019, 45(3):111-114.
[25]	齐素敏, 吴有芳, 李如美, 等. 山东省不同地区韭蛆种群对杀虫剂的抗药性[J]. 植物保护, 2016, 42(4):179-183.
[26]	李良德, 王定锋, 吴光远, 等. 福建省3个地区茶小绿叶蝉对5种常用农药的抗药性比较[J]. 茶叶学报, 2020, 61(3):133-137.
[27]	李仁, 梁平卓, 程沈航, 等. 我国棉蚜对吡虫啉和氟啶虫胺腈抗性水平监测与交互抗性分析[J]. 植物保护学报, 2021, 48(5):1104-1113.
[28]	刘佳, 周勇, 朱航, 等. 斜纹夜蛾抗药性监测及茚虫威对其解毒代谢酶的影响[J]. 昆虫学报, 2016, 59(11):1254-1262. doi: 10.16380/j.kcxb.2016.11.014
[29]	朱勋, 杨家强, 吴青君, 等. 小菜蛾不同地理种群遗传多样性的ISSR标记研究[J]. 昆虫学报, 2012, 55(8):981-987.
[30]	尹飞, 冯夏, 李振宇, 等. 不同地区小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗药性差异[J]. 植物保护, 2015, 41(5):160-163.
[31]	王婷婷, 张春妮. 溴虫腈对小菜蛾幼虫解毒酶的影响[J]. 西北农业学报, 2014, 23(8):196-200.
[32]	周利琳, 司升云, 汪钟信, 等. 甜菜夜蛾对虫酰肼抗性的生化机制[J]. 昆虫学报, 2009, 52(4):386-394.
[33]	程英, 李凤良, 金剑雪, 等. 小菜蛾不同抗性品系及其杂交F1代的生物适合度[J]. 农药学学报, 2014, 16(1):49-53.
[34]	程英, 李凤良, 金剑雪, 等. 小菜蛾不同抗性品系与敏感品系杂交的生物适合度[J]. 西南农业学报, 2014, 27(5):1957-1960.
[35]	吴青君, 张文吉, 张友军, 等. 敏感和抗阿维菌素小菜蛾的生物适合度[J]. 农药学学报, 2000(1):36-40.
[36]	刘泽文, 韩召军, 张玲春. 褐飞虱不同品系杂交子代抗药性和适合度的变化[J]. 中国水稻科学, 2004(2):81-84.
[37]	冯紫姣. 桔小实蝇对马拉硫磷的抗性遗传方式及生化机理研究[D]. 重庆: 西南大学, 2015.
[38]	SILVER K S, SODERLUND D M. Action of pyrazoline-type insecticides at neuronal target sites[J]. Pesticide biochemistry & physiology, 2005, 81(2):136-143.
[39]	王芹芹, 崔丽, 王立, 等. 茚虫威对草地贪夜蛾的毒力及解毒酶的诱导作用[J]. 植物保护, 2020, 46(1):78-81.
[40]	王芹芹, 崔丽, 王奇渊, 等. 棉铃虫对茚虫威的抗性机理:PBO,DEF和DEM的增效作用及解毒酶活性[J]. 昆虫学报, 2017, 60(8):912-919. doi: 10.16380/j.kcxb.2017.08.008
[41]	王茹梦. PxGSTO4介导小菜蛾对茚虫威解毒代谢机制研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2019.
[42]	田雪莲, 尹显慧, 龙友华, 等. 低剂量乙基多杀菌素对小菜蛾解毒酶的影响[J]. 农药学学报, 2016, 18(5):589-595.

种群	药剂	斜率±标准误	LC₅₀(95%置信区间)/(mg/L)	X²(df)	抗性倍数
R	茚虫威	1.34±0.21	5.43(3.83~7.91)	1.12(4)	31.94
R	乙基多杀菌素	1.46±0.22	0.86(0.61~1.19)	2.24(4)	43.00
S	茚虫威	1.33±0.23	0.17 (0.10~0.25)	1.04(4)	-
S	乙基多杀菌素	1.42±0.22	0.02(0.010~0.022)	2.76(4)	-
S♀×R♂	茚虫威	1.42±0.25	1.16(0.62~1.72)	2.81(4)	6.82
S♀×R♂	乙基多杀菌素	1.67±0.25	0.43(0.29~0.58)	0.42(4)	21.50
S♂×R♀	茚虫威	1.59±0.24	1.82(1.20~2.51)	4.02(4)	10.71
S♂×R♀	乙基多杀菌素	1.37±0.22	0.51(0.33~0.72)	2.18(4)	25.50
R♂×R♀	茚虫威	1.31±0.21	4.67(3.25~6.77)	0.94(4)	27.47
R♂×R♀	乙基多杀菌素	1.47±0.22	0.82(0.58~1.13)	1.55(4)	41.00
S♂×S♀	茚虫威	1.38±0.23	0.15(0.09~0.22)	2.84(4)	-
S♂×S♀	乙基多杀菌素	1.81±0.29	0.02(0.011~0.022)	1.39(4)	-

种群	药剂	斜率±标准误	LC₅₀(95%置信区间)/(mg/L)	X²(df)	抗性倍数
R	茚虫威	1.34±0.21	5.43(3.83~7.91)	1.12(4)	31.94
R	乙基多杀菌素	1.46±0.22	0.86(0.61~1.19)	2.24(4)	43.00
S	茚虫威	1.33±0.23	0.17 (0.10~0.25)	1.04(4)	-
S	乙基多杀菌素	1.42±0.22	0.02(0.010~0.022)	2.76(4)	-
S♀×R♂	茚虫威	1.42±0.25	1.16(0.62~1.72)	2.81(4)	6.82
S♀×R♂	乙基多杀菌素	1.67±0.25	0.43(0.29~0.58)	0.42(4)	21.50
S♂×R♀	茚虫威	1.59±0.24	1.82(1.20~2.51)	4.02(4)	10.71
S♂×R♀	乙基多杀菌素	1.37±0.22	0.51(0.33~0.72)	2.18(4)	25.50
R♂×R♀	茚虫威	1.31±0.21	4.67(3.25~6.77)	0.94(4)	27.47
R♂×R♀	乙基多杀菌素	1.47±0.22	0.82(0.58~1.13)	1.55(4)	41.00
S♂×S♀	茚虫威	1.38±0.23	0.15(0.09~0.22)	2.84(4)	-
S♂×S♀	乙基多杀菌素	1.81±0.29	0.02(0.011~0.022)	1.39(4)	-

处理	产卵量/ （粒/雌）	产卵历期/d	卵孵化率/%	化蛹率/%	历期/d			蛹重/(mg/个)	羽化率/%
处理	产卵量/ （粒/雌）	产卵历期/d	卵孵化率/%	化蛹率/%	1龄到4龄幼虫	幼虫→蛹	蛹→成虫	蛹重/(mg/个)	羽化率/%
S♀×R♂	(70±18.08)b	(4.21±0.43)ab	(81±0.08) a	(71±0.14) a	(6.14±0.66)a	8	5	(6.21±1.36) a	(41.86±0.10)a
S♂×R♀	(87±16.62)a	(4.00±0.00)b	(71±0.21)ab	(69±0.18)a	(6.17±0.58)a	8	5	(5.31±0.79)ab	(43.00±0.31)a
R♂×R♀	(72±13.15)b	(4.18±0.40)ab	(73±0.14)ab	(65±0.09)a	(6.73±0.90)a	8	5	(6.11±1.36)a	(42.36±0.07)a
S♂×S♀	(61±18.70)b	(4.44±0.53)a	(64±0.14)b	(60±0.15)a	(5.22±0.44)b	8	5	(4.61±0.50)b	(44.33±0.12)a

处理	产卵量/ （粒/雌）	产卵历期/d	卵孵化率/%	化蛹率/%	历期/d			蛹重/(mg/个)	羽化率/%
处理	产卵量/ （粒/雌）	产卵历期/d	卵孵化率/%	化蛹率/%	1龄到4龄幼虫	幼虫→蛹	蛹→成虫	蛹重/(mg/个)	羽化率/%
S♀×R♂	(70±18.08)b	(4.21±0.43)ab	(81±0.08) a	(71±0.14) a	(6.14±0.66)a	8	5	(6.21±1.36) a	(41.86±0.10)a
S♂×R♀	(87±16.62)a	(4.00±0.00)b	(71±0.21)ab	(69±0.18)a	(6.17±0.58)a	8	5	(5.31±0.79)ab	(43.00±0.31)a
R♂×R♀	(72±13.15)b	(4.18±0.40)ab	(73±0.14)ab	(65±0.09)a	(6.73±0.90)a	8	5	(6.11±1.36)a	(42.36±0.07)a
S♂×S♀	(61±18.70)b	(4.44±0.53)a	(64±0.14)b	(60±0.15)a	(5.22±0.44)b	8	5	(4.61±0.50)b	(44.33±0.12)a

小菜蛾种群杂交对后代生长发育和解毒代谢酶活性的影响

Effects of Hybridization on Growth and Development and Detoxification Metabolic Enzyme Activity of Plutella xylostella Progenies

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 3

参考文献 42

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

[1]	吴珍平, 吴洁, 杨兆光, 赵沛, 乔艳艳. 4种植物源杀虫剂对扶桑绵粉蚧毒力及龟纹瓢虫安全评价[J]. 中国农学通报, 2023, 39(12): 111-115.
[2]	刘志军, 辜柳霜, 闫超, 冯岗, 贺春萍, 吴伟怀, 曾鑫年, 易克贤. 有机硅助剂对7种杀虫剂在剑麻叶上润湿性能的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 112-116.
[3]	刘永惠, 沈一, 沈悦, 梁满, 陈志德. 花生籽仁发育过程中糖分积累特征及蔗糖代谢酶活性分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(30): 29-34.
[4]	池艳艳, 林少源, 徐淑, 陈炳旭. 唑虫酰胺防治甘蓝田常见害虫应用效果分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(3): 110-115.
[5]	刘静怡, 袁瑞雪, 刘呈瀚, 隋雨竹, 陈海鹏, 孙艳春. 植物源杀虫剂在储粮害虫防治上的研究现状及展望[J]. 中国农学通报, 2022, 38(23): 121-128.
[6]	李卓丽, 许见辉, 李启东, 梁雅洁, 张李香. 植物源杀虫剂研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(21): 97-104.
[7]	王家哲, 袁冬贞, 杨艺炜, 文耀东, 魏佩瑶, 陈志杰, 李英梅, 张锋, 张琪, 洪波. 5种药剂对草地贪夜蛾的室内毒力测定和田间防效研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(12): 119-123.
[8]	熊巍, 陶晓秋, 张海燕. 环境和食品中阿维菌素类药物残留量检测方法研究进展[J]. 中国农学通报, 2021, 37(30): 111-120.
[9]	沈友明, 刘明雨, 聂继云, 匡立学, 张建一, 徐国锋. 苹果中农药登记与使用相关性分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(10): 126-135.
[10]	刘迪, 布琼, 唐涛, 凌汉, 赵春青. 氟雷拉纳与4种杀虫剂对斜纹夜蛾的室内毒力及其联合作用[J]. 中国农学通报, 2020, 36(9): 113-116.
[11]	刘润宇, 叶乐夫, 王雪, 于慧龄, 付雪. 木醋液在农业病虫草防控中的应用研究进展[J]. 中国农学通报, 2020, 36(35): 113-118.
[12]	许金仙. 不同氮肥施用量对胶东卫矛氮代谢生理影响的研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(28): 78-83.
[13]	张秀霞, 陈欣, 毛晓红, 李娇娇, 张安盛. 4种药剂对二斑叶螨的室内毒力和田间防效[J]. 中国农学通报, 2020, 36(1): 139-143.
[14]	张秀霞,毛晓红,高强,白婷婷,张安盛. 3种生物杀虫剂防治烟草烟粉虱的室内毒力及田间药效试验[J]. 中国农学通报, 2019, 35(20): 99-103.
[15]	白倩倩,史桂清,杨梦雅,石书亚,肖凯. 缓释尿素配施对高产夏玉米氮素吸收和产量的影响[J]. 中国农学通报, 2019, 35(11): 7-13.