【摘 要】
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温度影响杀虫剂对昆虫的生物活性,在不同温度下,杀虫剂对昆虫的生物活性因杀虫剂品种以及昆虫种类不同而表现出较大的差异。温度不仅影响药剂在昆虫体表的吸收、渗透和分布,并且影响昆虫体内的杀虫剂靶标敏感性和解毒代谢过程。近年来,双酰胺类杀虫剂由于作用机制新颖、对鳞翅目昆虫防效优异、对其他类型农药无交互抗性并且对哺乳动物安全的特点,受到广泛关注。因此本研究针对不同昆虫进行了双酰胺类杀虫剂对其生物活性的温度效
【基金项目】
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国家重点研发计划项目:河北省棉花农药减施增效技术模式集成与示范(2017YFD0201906),2017-2020年; 河北省高层次人才资助项目:几种鳞翅目昆虫细胞系的建立及其在农药毒理学方面的利用(A201802015),2019-2021年; 河北省农林科学院创新工程项目:河北省道地中药材病虫害绿色防控技术集成与示范(
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温度影响杀虫剂对昆虫的生物活性,在不同温度下,杀虫剂对昆虫的生物活性因杀虫剂品种以及昆虫种类不同而表现出较大的差异。温度不仅影响药剂在昆虫体表的吸收、渗透和分布,并且影响昆虫体内的杀虫剂靶标敏感性和解毒代谢过程。近年来,双酰胺类杀虫剂由于作用机制新颖、对鳞翅目昆虫防效优异、对其他类型农药无交互抗性并且对哺乳动物安全的特点,受到广泛关注。因此本研究针对不同昆虫进行了双酰胺类杀虫剂对其生物活性的温度效应测定,进一步研究了不同温度下昆虫体内主要解毒酶活力的变化,并且经转录组测序后,在分子水平上进行了相关探索。本研究内容将为根据环境温度条件合理选择并使用药剂进行害虫防治和提高农药利用率提供依据,同时拟在前人研究基础上,补充完善杀虫剂温度效应研究内容,为其他品种杀虫剂温度效应研究提供思路。本研究获得如下研究结果:1、双酰胺类杀虫剂对多种供试昆虫的温度系数差异较大。针对不同种类昆虫,于15℃、20℃、25℃、30℃和35℃下分别测定了氯虫苯甲酰胺、氟苯虫酰胺、溴氰虫酰胺、四氯虫酰胺和氟氰虫酰胺对小菜蛾、棉铃虫、二点委夜蛾和甜菜夜蛾以及棉蚜和麦长管蚜室内生物活性的温度系数。结果表明,五种双酰胺类杀虫剂对多种供试昆虫总体上表现为正温度效应,但温度系数差异较大,其中对鳞翅目昆虫温度系数较高,如氯虫苯甲酰胺对甜菜夜蛾的温度系数最高可达+6527.23。2、试验过程中的温度变化显著影响了杀虫剂对昆虫生物活性的温度效应。在15℃、25℃和35℃下,不同预处理时长处理供试棉铃虫,发现较低温度15℃下,溴氰虫酰胺对棉铃虫的生物活性整体呈现出随预处理时间延长而逐渐增强的趋势,并且在25℃和35℃时,预处理时间的延长未明显影响药剂对棉铃虫的生物活性。但温度系数随预处理时长增加出现了明显的降低趋势。模拟田间温度变化,在不同时间不同温度下药剂处理甜菜夜蛾,所得结果表明,在1 1时(30℃)接入试虫甜菜夜蛾(之后温度逐渐升高),四氯虫酰胺对其生物活性最高(LC50为7.08 mg/L),在16时(30℃)接入(之后温度逐渐降低)的生物活性最低(LC50为31.91 mg/L),试虫接触双酰胺类药剂后持续高温有助于提高其杀虫效果。3、经双酰胺类杀虫剂处理后,昆虫体内不同解毒酶对温度效应产生不同的影响。昆虫体内羧酸酯酶(CarEs)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)、多功能氧化酶(MFOs)和UDP-葡萄糖醛酸转移酶(UGTs)不同程度地参与双酰胺类杀虫剂的温度效应变化过程。其中UGTs对四氯虫酰胺对小菜蛾的正温度效应的影响最为显著,UGTs 比活力值在15℃下为对照处理的10.50倍,随温度升高,比活力下降,与对照差异逐渐降低。经UGTs抑制剂5-硝基尿嘧啶处理后,四氯虫酰胺对小菜蛾的温度系数明显降低,这验证了 UGTs确实参与了四氯虫酰胺的正温度效应变化过程。同时使用杀虫剂和酶抑制剂混配法较酶抑制剂预处理法更能显著提高5-硝基尿嘧啶的增效作用。4、基于转录组测序技术的相关基因分析。将对小菜蛾分别表现为正温度效应和无温度效应的四氯虫酰胺和溴虫腈的0.1 ×LC50为亚致死浓度处理小菜蛾3龄幼虫,24 h后取样,进行转录组测序。将得到的序列与参考基因组进行比对,并按照比较组对基因进行差异表达和聚类分析,筛选出了 GSTs和UGTs以及热激蛋白相关基因,经荧光定量PCR验证得出,UGTs基因LOC105384687、热激蛋白基因LOC105389604、GSTs基因LOC105391548和LOC1 05395140表达与测序结果一致,由此可以确定UGTs、GSTs和热激蛋白共同参与调节了四氯虫酰胺对小菜蛾的正温度效应过程。
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