棉蚜抗藥性及其化學防治

梁 彥， 張 帥， 邵振潤， 高希武＊

（1.中國農(nóng)業(yè)大學昆蟲學系，北京 100193；2.農(nóng)業(yè)部全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心，北京 100125）

棉蚜［Aphisgossypii（Glover）］又稱瓜蚜，屬半翅目蚜科，是一種世界性的雜食害蟲，主要通過取食作物汁液和傳播病毒病造成危害。棉蚜寄主范圍廣泛，據(jù)記載有116科900多種；棉蚜具有孤雌生殖和兩性生殖兩種方式，在北方露地、保護地和南方亞熱帶地區(qū)孤雌生殖是主要的繁殖方式，在寒冷季節(jié)和地區(qū)，可以遷飛至木槿、花椒等越冬寄主上進行繁殖，故其一年可以繁殖10～30代。目前，棉蚜的防治主要依賴于化學防治，隨著殺蟲藥劑的廣泛使用，棉蚜對有機氯類、有機磷類、擬除蟲菊酯類、氨基甲酸酯類等殺蟲藥劑逐漸產(chǎn)生抗性。由于棉蚜發(fā)生量大，世代周期短，以及田間用藥不合理，使得其抗藥性發(fā)展迅速［1］，已成為抗藥性嚴重和難以治理的害蟲之一。本文主要從棉蚜抗藥性現(xiàn)狀、抗藥性機制以及棉蚜的化學防治等三個方面進行闡述。

1 棉蚜抗藥性的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

1.1 棉蚜對有機磷類藥劑的抗性

20世紀30年代，德國Schradev首先發(fā)現(xiàn)有機磷類殺蟲藥劑，50年代，美國氰胺公司推出了一個重要的低毒殺蟲藥劑——馬拉硫磷。有機磷殺蟲藥劑多數(shù)屬高毒或中等毒性，少數(shù)為低毒性；常用的有機磷殺蟲藥劑有敵百蟲、馬拉硫磷、毒死蜱等。該類殺蟲藥劑殺蟲譜廣，兼有觸殺、胃毒和熏蒸3種不同的殺蟲作用方式，并且具有高效速殺的性能，但由于大量單一的使用，在國內(nèi)外棉蚜對不少有機磷類殺蟲藥劑都產(chǎn)生了嚴重的抗性。

1983年，在泰國棉蚜田間種群對樂果產(chǎn)生了抗性［2］。1992年在美國阿拉巴馬地區(qū)，棉蚜對多種有機磷殺蟲藥劑均產(chǎn)生了抗性，其中包括磷銨、甲胺磷、砜吸磷、硫丙磷等，但抗性水平均不高［3］；同時在密西西比地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了棉蚜對有機磷藥劑產(chǎn)生了抗性［4］。1994年，美國夏威夷地區(qū)棉蚜田間種群對乙酰甲胺磷產(chǎn)生了高達2 000倍以上的抗性［5］。1995年，美國加利福尼亞州出現(xiàn)了毒死蜱、殺撲磷的抗性，且抗性水平較高［6］。2000年，澳大利亞對馬拉硫磷的抗性倍數(shù)為41～56倍，對丙溴磷抗性倍數(shù)為4.8～6.3倍［7］。2001年，歐洲的西班牙、荷蘭、法國、希臘、意大利等國家，棉蚜對甲胺磷和砜吸磷產(chǎn)生了不同程度的抗性，抗性水平較高［8］。1996－2004年，巴基斯坦田間棉蚜種群對8種有機磷類藥劑的抗性發(fā)生不同程度的變化，棉蚜對久效磷一直保持相對比較敏感的水平，在1998年抗性增長了9.8倍，到2004年降低到0.5倍；對樂果抗性也比較低，處于5.8～41倍；對丙溴磷抗性倍數(shù)為0.3～7.9倍；對毒死蜱抗性倍數(shù)為0.2～6.4倍；對喹硫磷抗性倍數(shù)為0.07～3.1倍；對甲基對硫磷抗性倍數(shù)為4.4～80倍，抗性呈上升趨勢；對甲基嘧啶磷抗性倍數(shù)為15～1.4倍，抗性水平下降，對乙硫磷抗性1998年和1999年分別為215和921倍，到2004年降為4.3倍［9］。2008年，喀麥隆北部地區(qū)棉蚜對樂果產(chǎn)生了一定水平的抗性［10］。

1964年，國內(nèi)首次報道了棉蚜對內(nèi)吸磷（1059）、對硫磷（1605）分別產(chǎn)生了148和23倍的抗性［11］。1963－1964年，對河南各棉區(qū)棉蚜進行測定發(fā)現(xiàn)：棉蚜對內(nèi)吸磷的抗性分別達到150.85、88.86、25.07、15.78倍［12］。1977年，山東高密縣棉區(qū)的棉蚜對內(nèi)吸磷和對硫磷的抗性從1963年的148倍和23倍上升到1 400倍和800倍［13］。1980年，國內(nèi)棉田的棉蚜開始對甲基對硫磷產(chǎn)生了一定的抗性［14］；1985－1999年，山東的濱州、菏澤、聊城、德州四個地區(qū)對氧化樂果的抗性倍數(shù)在5～80［15］。1988年，河北、北京等地棉蚜對馬拉硫磷的抗性達357.8倍，對樂果抗性達128.6倍，敵敵畏83.5倍，乙酰甲胺磷72.1倍［16］；同時，棉蚜對國內(nèi)用量不大的磷銨也表現(xiàn)出抗性［17］。1989年，河南省棉區(qū)棉蚜對久效磷和馬拉硫磷等有機磷類藥劑則處于低水平的抗性［18］；到1992年抗性監(jiān)測顯示河南省棉區(qū)棉蚜對久效磷和馬拉硫磷的抗性水平明顯增加。1995年棉蚜對久效磷抗性為34.16倍；對馬拉硫磷的抗性則為55.36倍［19］。1990－1995年，陜西省棉區(qū)棉蚜伏蚜僅對久效磷產(chǎn)生5.2～9.8倍的抗性，而對其他有機磷殺蟲藥劑均處于敏感階段［20］。1993年至1996年四川省棉蚜對馬拉硫磷產(chǎn)生中等抗性，1996年抗性水平為17.9～45.0倍；1997年抗性有所下降，1998年回升，比1997年上升了18倍［21］。1999年，新疆北疆棉蚜種群對有機磷類殺蟲藥劑的抗性差異較大，抗性倍數(shù)為0.3～6.8，對甲基對硫磷和馬拉硫磷處于敏感水平，抗性倍數(shù)分別為1.0和0.3倍，對馬拉硫磷和久效磷處于低抗水平，抗性倍數(shù)分別為5.9和6.8倍；與1988年相比，到1999年這12年間棉蚜對有機磷類殺蟲藥劑的相對抗性上升了3.23～3.65倍［22］。2008年，我國山東地區(qū)棉蚜對馬拉硫磷、毒死蜱、樂果、乙酰甲胺磷產(chǎn)生了不同程度的抗性［23］。

1.2 棉蚜對擬除蟲菊酯類藥劑抗性

擬除蟲菊酯類藥劑是依據(jù)天然除蟲菊素的化學結(jié)構而仿制成的一類高效殺蟲藥劑。自20世紀七八十年代問世以來，由于其具有高效、廣譜、低毒、低殘留等特點而在世界各國得到了廣泛的應用，但在使用后很快就出現(xiàn)了抗性問題，并且抗藥性發(fā)展速度明顯快于有機磷、氨基甲酸酯類藥劑。

1992－1994年，美國德克薩斯州、阿拉巴馬州、密西西比州、夏威夷州的棉蚜分別對氯氟氰菊酯、聯(lián)苯菊酯、S－氰戊菊酯產(chǎn)生了不同程度的抗性，其中夏威夷州棉田的棉蚜對S－氰戊菊酯的抗性倍數(shù)達到390倍［3，5，24］。1997－2000年，巴基斯坦中部地區(qū)出現(xiàn)了對聯(lián)苯菊酯、氟氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、甲氰菊酯等擬除蟲菊酯類藥劑的抗性［25］。1998年，在澳大利亞新南威爾士州出現(xiàn)了聯(lián)苯菊酯、高效氯氟氰菊酯抗性［26］；2001年，該地區(qū)棉蚜對溴氰菊酯的抗性倍數(shù)為19倍，對聯(lián)苯菊酯的抗性倍數(shù)為48倍［7］。2001年，歐洲的法國、意大利、希臘、荷蘭、葡萄牙、西班牙等國棉蚜種群均出現(xiàn)了對氟氯氰菊酯的抗藥性［8］。2003年，巴基斯坦棉蚜田間種群幾乎對所有擬除蟲菊酯類農(nóng)藥均產(chǎn)生了高水平抗性［27］。2008年，喀麥隆北部棉區(qū)出現(xiàn)了氯氰菊酯的抗藥性，抗性倍數(shù)為41.2～473倍［10］。

1985年，我國山東菏澤、聊城、濱州、德州4個棉區(qū)棉蚜對氰戊菊酯抗性倍數(shù)達到30～370倍［15］。1988年，我國棉蚜表現(xiàn)出了對溴氰菊酯的抗性［17］；北京、河北棉蚜對溴氰菊酯的抗性為401.2倍，對氰戊菊酯抗性為519.7倍［29］。1990年，山東德州的棉蚜種群對溴氰菊酯、氰戊菊酯的抗性分別達到6 113.0、12 576.8倍［30］。1995年陜西棉蚜對溴氰菊酯、氰戊菊酯及氯氟氰菊酯的抗性分別為75 127.91、8 341.25 和 3 122.45 倍［20］。1988－1999年間，新疆北疆棉蚜對菊酯類殺蟲藥劑抗性發(fā)展呈現(xiàn)不同的發(fā)展速度，氯氰菊酯的抗藥性上升速度快于溴氰菊酯，相對上升了20.48倍［22］。2000年四川省棉區(qū)棉蚜對溴氰菊酯抗性最高（16.6～108.5倍），但是存在地區(qū)和年度間的差異［21］。1999－2004年，山東菏澤、聊城、濱州、德州地區(qū)對氰戊菊酯的抗性倍數(shù)為370～2 150倍［15］。2008年，山東地區(qū)出現(xiàn)了高效氰戊菊酯的抗藥性［23］。

1.3 棉蚜對氨基甲酸酯類藥劑的抗性

毒扁豆堿是最早發(fā)現(xiàn)的天然氨基甲酸酯類化合物，直到19世紀50年代，許多農(nóng)藥及相關企業(yè)相繼推出了氨基甲酸酯類殺蟲藥劑產(chǎn)品，例如甲萘威等；這類藥劑具有殺蟲廣譜、低毒、廉價、合成簡單等特點，在隨后短短的幾年中得到了迅速開發(fā)，涕滅威、滅多威、克百威、丁硫克百威等一批氨基甲酸酯類殺蟲藥劑相繼問世，并成為當時殺蟲藥劑領域的第二大類產(chǎn)品。但是，這些氨基甲酸酯類藥劑都已受到了抗藥性的影響。

1980年，英國首先報道了棉蚜對抗蚜威的抗藥性［31］；1988年，日本科學家也報道了棉蚜對抗蚜威的抗性［32］；1991年，希臘棉田棉蚜種群對抗蚜威、唑蚜威、滅多威等分別產(chǎn)生了380、31和3倍的抗性；1992年報道了津巴布韋的棉蚜種群對抗蚜威和唑蚜威產(chǎn)生了74和57倍的抗性，對滅多威沒有發(fā)現(xiàn)抗性［33］。但是1994年，美國夏威夷州發(fā)現(xiàn)了棉蚜對滅多威的抗藥性，抗性倍數(shù)為9.2倍［5］。2001年，在歐洲的法國、西班牙、希臘、荷蘭、意大利出現(xiàn)了針對抗蚜威的抗性［8］。1999－2003年，巴基斯坦田間棉蚜種群對甲萘威抗性為15～64.5倍；對滅多威抗性水平為1.0～9.1倍，逐年下降；1997－1999年對硫雙威抗性為26～101倍，到2004年降為1.9倍；對呋線威抗性為0.5～1.5倍，處于敏感水平；對丁硫克百威抗性為0.4～1.2倍，很敏感［9］。2004－2008年，室內(nèi)棉蚜抗性品系對抗蚜威的抗性倍數(shù)從227 倍上升到48 000 倍［34－35］。

1988年，克百威、甲萘威在國內(nèi)棉蚜上出現(xiàn)了抗藥性［17］；1988年，河北、北京等地棉蚜對抗蚜威的抗性達7 887.7倍，表現(xiàn)出極高抗性［16］。1990－1995年陜西棉蚜對滅多威產(chǎn)生20.4倍的抗藥性［20］。1996年四川地區(qū)棉蚜對滅多威的抗性已增長了7.0倍［21］。1988至1999年間，新疆北疆棉蚜對滅多威的抗藥性發(fā)展較快，相對上升了20.48倍［22］。1999年，山東濱州、菏澤、聊城、德州出現(xiàn)了對丁硫克百威的抗藥性，抗性倍數(shù)分別為9.05、9.77、8.81、9.26倍，到2004年，各地抗性倍數(shù)均有所下降［15］；2008年，山東出現(xiàn)了對滅多威、克百威的交互抗性，抗性水平分別為22.4、33.2倍［23］。

1.4 棉蚜對新煙堿類藥劑的抗性

新煙堿類殺蟲藥劑是防治刺吸式害蟲如蚜蟲等最有效的藥劑之一。拜耳公司于1991年首先推出了新煙堿類化合物吡蟲啉，是防治刺吸式口器害蟲藥劑發(fā)展中的一個“里程碑”。隨后開發(fā)出了啶蟲脒、噻蟲嗪、噻蟲啉等一系列的藥劑。但是2000年前后，就發(fā)現(xiàn)了棉蚜對新煙堿類藥劑的抗性。

2001年，在意大利的羅馬、葡萄牙Poroa Isenta的棉蚜上，首先出現(xiàn)了吡蟲啉抗性的報道［8］；一年后，在我國山東泰山的棉蚜上也出現(xiàn)了相似的抗性［36］；隨后，棉蚜對吡蟲啉的抗性迅速擴展，目前抗性已經(jīng)擴展到山東省的德州、聊城、菏澤、濱州、泰安等地區(qū)［15，37］。除此之外，2004年，在我國山東聊城采集的棉蚜上也產(chǎn)生了對啶蟲脒的抗性［15］；最近幾年，在澳大利亞的棉蚜種群對噻蟲嗪產(chǎn)生抗藥性［38］。2012年郭天鳳等［39］對我國新疆主要植棉區(qū)的棉蚜種群進行了吡蟲啉和啶蟲脒2種藥劑的抗性評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，整個新疆植棉區(qū)棉蚜對吡蟲啉的敏感性好于啶蟲脒，部分地區(qū)棉蚜對啶蟲脒已經(jīng)產(chǎn)生了低水平的抗性。

1.5 棉蚜對有機氯類、環(huán)戊二烯類藥劑的抗性

從20世紀30年代末開始，有機氯殺蟲藥劑由于其價格便宜、制造方便、對人畜口服毒性小，而得到快速的發(fā)展；但是在長期使用中發(fā)現(xiàn)，該類藥劑在土壤、作物上殘留較久，污染生態(tài)環(huán)境，威脅人類健康，為此世界上一些國家開始對如六六六、DDT等有機氯殺蟲藥劑進行限制和禁用。我國于1983年起，也正式停止了六六六、DDT的生產(chǎn)，因此之后未見其藥劑產(chǎn)生抗性的報道；而在國外，2008年，喀麥隆的諾爾省棉蚜對DDT仍有抗性［10］。此外，在90年代初，美國密西西比州和夏威夷州出現(xiàn)了棉蚜對硫丹的抗藥性，其中在夏威夷州的抗性倍數(shù)為3.6倍［5，24］。

2 棉蚜抗藥性機制

隨著殺蟲藥劑在田間的廣泛使用，昆蟲抗藥性已成為限制化學防治有效性的重要因素，而對其抗藥性機制的研究則是解決抗性問題的基礎。通常害蟲產(chǎn)生的抗藥性策略主要有藥劑對體壁的穿透性降低、害蟲對藥劑的代謝能力增加、殺蟲藥劑與害蟲體內(nèi)分子靶標結(jié)合能力降低、行為逃避減少藥劑的接觸劑量以及脂肪組織的儲藏代謝、結(jié)合蛋白的隔離等。

2.1 文獻報道的棉蚜抗藥性機制類型

棉蚜的抗藥性機制研究報道比較多。主要涉及表皮穿透性的降低、對藥劑代謝能力增加（羧酸酯酶、P450等）、靶標敏感度降低（鈉離子通道點突變、乙酰膽堿酯酶敏感度降低等）［40］。棉蚜中已經(jīng)報道的涉及乙酰膽堿酯酶敏感度降低產(chǎn)生抗性的藥劑有毒死蜱、內(nèi)吸磷、樂果、甲胺磷、殺撲磷、氧化樂果、對硫磷、甲基對硫磷、磷胺、硫丙磷、甲萘威、丁硫克百威、抗蚜威、滅多威等；涉及乙酰膽堿受體變異產(chǎn)生抗性的藥劑有啶蟲脒、吡蟲啉、噻蟲嗪等；涉及鈉離子通道點突變產(chǎn)生抗性的藥劑有聯(lián)苯菊酯、氟氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、高效氰戊菊酯、甲氰菊酯；與GABA－氯離子通道復合體變異產(chǎn)生抗性的藥劑有硫丹；與P450代謝增加產(chǎn)生抗性有關的藥劑有乙酰甲胺磷、毒死蜱、馬拉硫磷、氧化樂果、高效氰戊菊酯、克百威、滅多威等；與羧酸酯酶（酯酶）代謝增加或作為結(jié)合蛋白產(chǎn)生抗性的藥劑有有機磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯類藥劑等（詳見表1）。

表1 棉蚜在全世界抗性發(fā)生概況1）Table 1 Profile of A.gossypii resistance to insecticides in the world

續(xù)表1 Table 1（Continued）

續(xù)表1 Table 1（Continued）

續(xù)表1 Table 1（Continued）

2.2 羧酸酯酶介導的棉蚜抗藥性

羧酸酯酶（Car E）是昆蟲體內(nèi)重要的解毒酶系之一，能夠催化水解脂族羧酸酯、芳族酯、芳族胺類及硫酯等化合物，在昆蟲對殺蟲劑的抗性中起著極為重要的作用［41］。

高希武等［42］通過樂果、氧化樂果、抗蚜威、氰戊菊酯、溴氰菊酯和氯氰菊酯等6種常用殺蟲劑對8種蚜蟲選擇毒性的研究，發(fā)現(xiàn)棉蚜（瓜蚜）對藥劑的敏感度明顯低于其他蚜蟲種。氰戊菊酯和溴氰菊酯對蚜蟲的選擇毒性與α－乙酸萘酯羧酸酯酶的活性具有明顯的相關性，而與β－乙酸萘酯羧酸酯酶的活性則沒有顯著相關性。氯氰菊酯的選擇毒性與上述兩種酯酶的活性沒有相關性。

研究發(fā)現(xiàn)久效磷、倍硫磷、甲萘威、馬拉氧磷、蟲螨磷對擬除蟲菊酯類殺蟲劑具有明顯的增效作用，甲萘威、倍硫磷或馬拉氧磷與氰戊菊酯混用（3∶1）對瓜蚜（棉蚜）的共毒系數(shù)分別為166.8、276.7和411.1；久效磷、倍硫磷或蟲螨磷與溴氰菊酯以3∶1混用對瓜蚜的共毒系數(shù)分別為149.9、488.2和592.7。這些有機磷或氨基甲酸酯類殺蟲劑對瓜蚜羧酸酯酶的活性具有明顯的抑制作用，其抑制能力與對氰戊菊酯和溴氰菊酯的增效程度呈顯著正相關。說明對蚜蟲體內(nèi)水解擬除蟲菊酯的羧酸酯酶的抑制是主要的增效機制之一［43］。

高希武等用分光光度計終點測定法和酶標儀動力學測定法檢測了3個不同抗性水平的棉蚜品系（R1，R2，R3）和1個敏感品系（S）的羧酸酯酶活性。發(fā)現(xiàn)S品系對β－乙酸萘酯（β－NA）的水解活性明顯高于α－乙酸萘酯（α－NA），而抗性品系相反，對α－NA的活性明顯高于β－NA。對α－NA水解的活性在不同品系間差異較大（近60倍），而對β－NA水解的活性差異小于對α－NA，最大約為14倍。用酶標儀動力學測定法研究表明，4個棉蚜品系間羧酸酯酶活性也存在明顯的差異，S、R1、R2和R3分別為38、85、198和762 m OD／（min·頭）；其他研究中均證明酶動力學方法測定結(jié)果的可靠性［44－46］。

孫魯娟等［47－48］用α－乙酸萘酯（α－NA）、α－丁酸萘酯（α－NB）、α－磷酸萘酯（α－NP）和β－磷酸萘酯（β－NP）作底物比較研究了氧化樂果抗性和敏感品系棉蚜羧酸酯酶的比活力、米氏常數(shù)（Km）和最大反應速度（Vmax）等有關的動力學常數(shù)。以α－NA和α－NB作底物時，抗性品系棉蚜的比活力顯著低于敏感品系；以α－NP和β－NP作底物時，兩個品系棉蚜的比活力、Km和Vmax沒有明顯差異。酯酶同工酶分析同樣表明了抗性品系棉蚜羧酸酯酶活力低于敏感品系棉蚜。利用RT－PCR擴增的方法克隆了氧化樂果抗性（RR）和敏感（WS和SS品系）品系棉蚜的羧酸酯酶基因，抗性品系與WS敏感品系比較，有8個核苷酸的突變，其中產(chǎn)生了4個氨基酸的突變；與新疆敏感品系（SS）比較有6個核苷酸的突變，其中產(chǎn)生了4個與WS品系相同的氨基酸突變（蘇氨酸→甲硫氨酸，天冬酰胺→賴氨酸，甘氨酸→天冬氨酸，絲氨酸→苯丙氨酸）。SS品系和WS品系之間有6個核苷酸的差異，但都沒有引起氨基酸的突變。以羧酸酯酶基因為探針，用限制性內(nèi)切酶（HpaII、Msp I）完全酶解氧化樂果抗性和敏感品系棉蚜總DNA進行雜交。雜交圖譜沒有顯著不同，表明抗性品系棉蚜沒有基因擴增現(xiàn)象，而且在棉蚜的羧酸酯酶基因中沒有甲基化現(xiàn)象。在另一個研究中以α－乙酸萘酯（α－NA）為底物，比較氧化樂果敏感和抗性品系棉蚜羧酸酯酶的比活力，發(fā)現(xiàn)抗性品系羧酸酯酶比活力明顯小于敏感品系。對這兩個品系的羧酸酯酶基因進行了克隆，通過對抗性和敏感品系羧酸酯酶基因核苷酸序列及推導的氨基酸序列比較，發(fā)現(xiàn)抗性品系有4個氨基酸發(fā)生了替代，對其蛋白質(zhì)三維結(jié)構分析推測His104—Arg的替代位于其活性中心［49］。

用α－乙酸萘酯作底物，測定羧酸酯酶活性，分析其活性與有機磷抗性的關系。研究發(fā)現(xiàn)：兩種品系棉蚜的羧酸酯酶對殺螟硫磷的水解能力很小，其中抗性品系的酶活力越高，其結(jié)合能力也越高；此外，殺螟硫磷的結(jié)合能力也會由于過量底物的存在而降低。因此，推測α－乙酸萘酯與殺螟硫磷很可能具有相同的作用位點［50］。

曹傳旺等［51］利用溴氰菊酯和高效氯氰菊酯的熒光類似物作為底物，研究了抗性和敏感棉蚜品系對菊酯類藥劑代謝的差異。應用這兩種底物水解后生成具有熒光化合物的特性，測定了不同品系棉蚜羧酸酯酶的代謝活性。結(jié)果表明，氧化樂果棉蚜抗性和敏感品系羧酸酯酶對溴氰菊酯報告熒光底物的代謝活性分別為 10.0 pmol／min·mg pro.和3.4 pmol／min·mg pro.；對高效氯氰菊酯報告熒光底物的代謝活性分別為4.0 pmol／min·mg pro.和2.4 pmol／min·mg pro.，抗性品系羧酸酯酶對溴氰菊酯和高效氯氰菊酯報告熒光底物的代謝活性分別為敏感品系的2.9和1.7倍；溴氰菊酯棉蚜抗性和敏感品系羧酸酯酶對溴氰菊酯報告熒光底物的代謝活性分別為7.6和6.2 pmol／min·mg pro.；對高效氯氰菊酯報告熒光底物的代謝活性分別為9.3和5.2 pmol／min·mg pro.，抗性品系羧酸酯酶對溴氰菊酯和高效氯氰菊酯報告熒光底物的代謝活性分別為敏感品系的1.2和1.8倍。這種衍生的報告熒光底物能夠用來檢測抗性棉蚜羧酸酯酶的水解活性，表明羧酸酯酶可能參與棉蚜對溴氰菊酯和氧化樂果抗性的形成。

Cao等［52］運用實時熒光定量RT－PCR對氧化樂果抗性和敏感品系羧酸酯酶m RNA表達水平進行了研究，抗性品系棉蚜羧酸酯酶基因mRNA相對表達量為敏感品系的4.54倍，表明羧酸酯酶基因的過量表達可能參與氧化樂果抗性機制的形成。溴氰菊酯抗性品系（DRR）棉蚜羧酸酯酶基因mRNA相對表達量為敏感品系的6.28倍。阿瓦提抗性品系（AWT）羧酸酯酶基因m RNA相對表達量為敏感品系的6.61倍。RT－PCR克隆獲得的阿瓦提抗性和敏感品系羧酸酯酶基因cDNA均為1 581 bp，編碼526個氨基酸，兩品系在核苷酸水平上具有99.94%的同源性，氨基酸水平上具有99.81%的同源性；與敏感品系相比，抗性品系中僅有一個堿基發(fā)生了變化，導致一個氨基酸的變化（Ala87－Val），但該突變位點不位于活性中心，兩品系羧酸酯酶活性中心和信號域均未發(fā)生變化，由此推斷棉蚜溴氰菊酯抗性主要由羧酸酯酶基因轉(zhuǎn)錄水平的增加引起，Ala87－Val突變可能不參與抗性機制［53］。

Pan等［54］應用實時熒光定量PCR研究棉蚜馬拉硫磷抗性和敏感品系體內(nèi)羧酸酯酶mRNA相對表達量和DNA相對拷貝數(shù)的變化。結(jié)果表明抗性品系羧酸酯酶基因m RNA表達量是敏感品系的1.99倍，而抗性品系羧酸酯酶基因DNA拷貝數(shù)是敏感品系的4.42倍。這說明在棉蚜對馬拉硫磷產(chǎn)生抗性過程中，體內(nèi)羧酸酯酶基因DNA水平拷貝數(shù)的增加和mRNA轉(zhuǎn)錄水平的提高與馬拉硫磷的代謝有關。同時通過RT－PCR擴增得到羧酸酯酶全長基因序列，對比分析抗性和敏感品系羧酸酯酶基因序列，抗性品系氨基酸序列發(fā)現(xiàn)2個突變：K（Lys）14Q（Gln）；N（Asn）354D（Asp）。在所檢測的9個抗性品系樣品中其中8個樣品均發(fā)生了這兩個突變，F(xiàn)14Q突變導致了MRR的親水性大于MSS的親水性，N354D突變導致了MRR的親酯性大于MSS的親酯性。這可能與棉蚜對馬拉硫磷抗性有關。同時發(fā)現(xiàn)羧酸酯酶mRNA存在選擇性剪切現(xiàn)象，其中剪切變異型羧酸酯酶和正常羧酸酯酶基因相比較，變異型剪切了60 bp堿基，少20個氨基酸。

Chang等［55］利用溴氰菊酯抗性品系（DRR）和敏感品系（DSS），研究了DEF（酯酶抑制劑）的增效作用以及其對溴氰菊酯抗性品系羧酸酯酶的抑制作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：DRR是DSS抗性的23 900倍，對聯(lián)苯菊酯和醚菊酯的交互抗性分別是7 560和99倍；當DEF預處理15 h時，DEF增加了溴氰菊酯和聯(lián)苯菊酯的毒性，而醚菊酯的毒性沒有增加；DEF顯著抑制了DRR中羧酸酯酶的活性，而DSS沒有明顯變化；對DRR活體抑制試驗在15 h時達到最大抑制，24 h后又恢復到原來的活性。證明了棉蚜體內(nèi)的羧酸酯酶是其對溴氰菊酯產(chǎn)生抗藥性的重要機制之一。

為了明確植物次生物質(zhì)對昆蟲解毒酶的影響作用，利用飼喂法和2－十三烷酮熏蒸法研究了植物次生物質(zhì)2－十三烷酮和槲皮素對棉蚜羧酸酯酶的誘導作用。結(jié)果表明，取食含0.01%槲皮素的飼料棉蚜羧酸酯酶的活性最大，均與對照差異顯著。用2－十三烷酮熏蒸處理24 h，以α－NA為底物測定棉蚜羧酸酯酶的活性在處理后48 h達到最大，為對照的2.5倍。飼喂法處理槲皮素對棉蚜羧酸酯酶的誘導作用具有顯著的劑量效應；亞致死劑量2－十三烷酮熏蒸對棉蚜羧酸酯酶的誘導作用具有顯著的時間效應［56］。

不同寄主植物對棉蚜羧酸酯酶活性有一定的影響。高希武［57］對不同棉花品種間棉蚜種群羧酸酯酶活性進行了測定。結(jié)果表明，在試驗的7個棉花品種中，取食‘中棉12’葉片的棉蚜α－乙酸萘酯（α－NA）羧酸酯酶活性是取食‘涇陽雞腳棉’種群的5.7倍。β－乙酸萘酯（β－NA）羧酸酯酶的活性以取食‘方澠雙無’的棉蚜最高，是取食‘BR－S－10’棉蚜的4.5倍。在取食‘方澠雙無’葉片的棉蚜中，羧酸酯酶活性大于2.5μmol／min·mg pro.的個體占28.3%（α－NA）和67.1%（β－NA），而在取食‘BR－S－10’的種群中僅占2.6%（α－NA）和1.3%（β－NA）。取食‘中棉12’的棉蚜對β－NA與α－NA活性的比值為0.79，而取食其他棉花品種的種群β－NA與α－NA活性比值均大于1。用‘中棉12’飼養(yǎng)的棉蚜對α－NA和β－NA活性均低于種群平均值的個體（CE1型）占26%；均高于平均值的個體（CE2型）占19%；對α－NA活性高于平均值，對β－NA活性低于平均值的個體（CE3型）占31%；對α－NA活性低于平均值，對β－NA活性高于平均值的個體（CE4型）占24%。取食其他6個棉花品種的棉蚜中，CE1和CE2型的比例分別為49.4%～64.0%和23.4%～47.2%，明顯高于取食‘中棉12’的種群，而CE3和CE4型個體僅占0～7.6%和3.4%～10.4%，明顯低于取食‘中棉12’的種群。說明寄主植物對棉蚜羧酸酯酶的量和質(zhì)均有影響。

聚丙烯酰胺凝膠電泳圖譜顯示出，棉蚜種群中大多數(shù)個體都具有6條基本的酯酶活性帶（E－2—E－7），但是，在北京海淀區(qū)東北旺抗性種群中發(fā)現(xiàn)了具有9條帶的個體，其中 E－1染色最淺，E－8、E－9染色較深。由于該蚜對擬除蟲菊酯的抗性水平與其酯酶活性密切相關，確定每毫克蛋白質(zhì)15 min水解α－乙酸萘酯大于40μmol的蚜蟲個體頻率在種群中大于11%時為抗性種群［60］。

3 棉蚜的化學防治展望

棉蚜的化學防治是否奏效受到許多因子的影響，其中抗藥性機制的差異影響比較大。在我國棉蚜田間種群中除了上述介紹的羧酸酯酶介導的抗性以外，藥劑的穿透性降低、ACh E敏感度降低［61－62］、鈉離子通道點突變［63］等都有報道。另一方面隨著轉(zhuǎn)Bt基因棉的種植，非Bt棉靶標害蟲種群數(shù)量有上升趨勢，棉蚜是轉(zhuǎn)Bt基因棉田發(fā)生危害的刺吸性害蟲之一。在實驗室研究表明，棉蚜分別用轉(zhuǎn)Bt基因棉和親本常規(guī)棉飼養(yǎng)40代后，飼養(yǎng)于轉(zhuǎn)Bt基因棉上的棉蚜體內(nèi)能檢測到痕量的Bt蛋白。與親本常規(guī)棉相比，轉(zhuǎn)Bt基因棉上棉蚜壽命有延長的趨勢，但是生命表參數(shù)無顯著差異［59］。另外也發(fā)現(xiàn)不同體色的棉蚜對殺蟲藥劑的敏感度存在差異。黃瓜上體色為綠色的棉蚜種群對氧樂果、抗蚜威和氰戊菊酯的耐性明顯高于黃色棉蚜種群［58］。

在我國棉蚜田間種群對藥劑的抗性發(fā)展速度較快，到目前為止幾乎對所有使用的藥劑均產(chǎn)生了抗性（表2）。棉蚜的化學防治除了合理地選擇藥劑品種外，重要的方面是掌握施藥時間和施藥方法，做到科學用藥。例如，棉蚜一般選擇在葉片的背部、嫩梢和嫩莖進行為害，噴藥時噴頭朝上，自下而上，噴勻打透；交替用藥，降低用藥頻率，避免同一種藥連續(xù)使用（尤其是菊酯類藥劑），以防止或減緩抗藥性的產(chǎn)生。棉蚜發(fā)生初期應采取點片防治與全面防治相結(jié)合，盡量選用高效低毒、對天敵殺傷力小、環(huán)境友好型的化學藥劑。具體來說，當田間棉蚜呈零星或點片發(fā)生時，可結(jié)合田間管理，進行挑治，不必全田噴藥，發(fā)生區(qū)域可選用吡蟲啉、啶蟲脒等新煙堿類或聯(lián)苯菊酯類等藥劑進行防治。目前新煙堿類藥劑對棉蚜活性比較高，菊酯類藥劑中聯(lián)苯菊酯、三氟氯氰菊酯、溴氰菊酯等活性仍高于其他菊酯類藥劑。

表2 我國棉蚜抗藥性發(fā)展歷史Table 2 History of A.gossypii resistance to insecticides in China

另一方面就是根據(jù)作物的生長發(fā)育狀況、棉蚜種群數(shù)量以及天敵的影響等方面的因素，因地制宜地合理制定棉蚜田間化學防治的指標。早在20世紀80年代，我國就已經(jīng)建立了一個針對化學防治的閾值（防治指標），可以減少50%殺蟲藥劑的使用［64］。

棉蚜的防治策略應以農(nóng)業(yè)防治為主，化學防治為輔，兼以生物防治和物理防治。運用有害生物綜合治理（Integrated Pest Management，IPM）的原則和方法，將棉蚜的種群數(shù)量控制在經(jīng)濟閾值以內(nèi)，做到統(tǒng)籌安排、合理防治，從而建立一個良好的田間生態(tài)系統(tǒng)。

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