2022年醫(yī)學(xué)專題-第十二節(jié)抗藥性與其治理

第十二節(jié)昆蟲(kūnchóng)抗藥性及治理

迄今至少有500多種昆蟲及螨、150多種植物病原菌、180多種雜草生物型產(chǎn)生了抗藥性。了解有害生物抗藥性形成的機(jī)理及抗藥性治理的策略，對(duì)于正確合理地使用農(nóng)藥及研制新農(nóng)藥都有重要(zhòngyào)意義。第一頁，共八十頁。一、害蟲(hàichóng)抗藥性的概念和定義二、害蟲抗藥性的發(fā)展概況三、我國農(nóng)業(yè)害蟲抗藥性現(xiàn)狀四、害蟲抗藥性的形成五、影響抗性發(fā)展的因子六、害蟲抗藥性治理第二頁，共八十頁。一、害蟲(hàichóng)抗藥性的概念和定義1.定義

世界衛(wèi)生組織（WHO）：昆蟲具有(jùyǒu)耐受殺死正常種群大部分個(gè)體的藥量的能力在其種群中發(fā)展起來的現(xiàn)象。Sawicki（薩威基

）：抗藥性是指害蟲能夠降低田間防效的一種反應(yīng)，這是對(duì)毒物選擇作出的一種遺傳上的改變。

第三頁，共八十頁?？顾幮蕴攸c(diǎn)(tèdiǎn)（1）抗藥性是對(duì)有害生物群體而言的（種群性）；（2）是針對(duì)某種特定的藥劑而作出的反應(yīng)（特定性）（3）是藥劑選擇的結(jié)果(jiēguǒ)（選擇性）；（4）是可以在群體中遺傳的（可遺傳性）；（5）是相對(duì)于敏感種群或正常種群而言的（相對(duì)性）。此外，應(yīng)注意不要將“抗藥性”和“自然耐藥性”相混淆。第四頁，共八十頁。2.幾個(gè)基本概念自然耐藥性(naturalresistance)：指一種昆蟲在不同發(fā)育階段、不同生理狀態(tài)及所處的環(huán)境條件的變化對(duì)藥劑產(chǎn)生不同的耐藥力。也叫自然抗性。交互抗性（crossresistance）：昆蟲的一個(gè)品系由于相同抗性機(jī)理或相似作用機(jī)理或類似化學(xué)結(jié)構(gòu)，對(duì)于選擇藥劑以外的其他(qítā)從未使用過的一種藥劑或一類藥劑也產(chǎn)生抗藥性的現(xiàn)象。

負(fù)交互抗性(negativeresistance)：指昆蟲對(duì)一種殺蟲劑產(chǎn)生抗性后，反而對(duì)另一種藥劑變的更為敏感的現(xiàn)象。一、害蟲抗藥性的概念(gàiniàn)和定義第五頁，共八十頁。多抗性(multipleresistance)：昆蟲的一個(gè)品系由于存在多種不同的抗性基因或等位基因，能對(duì)幾種或幾類藥劑都產(chǎn)生(chǎnshēng)抗性。選擇性：指不同昆蟲對(duì)藥劑敏感性的差異?？剐员稊?shù)：R的LD50（LC50）/S的LD50（LC50）

一、害蟲抗藥性的概念(gàiniàn)和定義第六頁，共八十頁。

對(duì)農(nóng)業(yè)害蟲(hàichóng)來說，如果提高5倍以上，一般來說已產(chǎn)生了抗藥性，如果是衛(wèi)生害蟲(hàichóng)（蚊，蠅）其抗性倍數(shù)達(dá)5-10倍，認(rèn)為產(chǎn)生了抗性。測(cè)定抗性必須使用相同的方法才能比較，常用的方法有點(diǎn)滴法，浸漬法等?？剐钥剐灾笖?shù)級(jí)別(jíbié)（倍數(shù)）無抗性：＜5低抗：5-10中抗：10-40高抗：40-160極高抗：＞160第七頁，共八十頁。二、害蟲(hàichóng)抗藥性的發(fā)展概況第八頁，共八十頁。二、害蟲(hàichóng)抗藥性的發(fā)展概況第九頁，共八十頁。二、害蟲(hàichóng)抗藥性的發(fā)展概況447種抗性節(jié)肢動(dòng)物中，59%是重要的農(nóng)業(yè)害蟲(264種)，38%是重要的衛(wèi)生(wèishēng)害蟲(171種)，3%是寄生性或捕食性天敵(12種)。

第十頁，共八十頁。二、害蟲抗藥性的發(fā)展(fāzhǎn)概況第十一頁，共八十頁。三、害蟲(hàichóng)抗藥性的形成1.抗藥性的形成

昆蟲對(duì)殺蟲劑產(chǎn)生抗性的問題，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)種群遺傳學(xué)的問題。選擇學(xué)說認(rèn)為抗藥性是一種前適應(yīng)現(xiàn)象（preadaptivephenomenon），完全取決于殺蟲劑的選擇作用。誘導(dǎo)變異學(xué)說認(rèn)為昆蟲種群中原來(yuánlái)不存在抗性基因。而是由于殺蟲劑的直接作用，使昆蟲種群內(nèi)某些個(gè)體發(fā)生突變，產(chǎn)生了抗性基因。藥劑不是選擇者而是誘導(dǎo)者。后適應(yīng)現(xiàn)象。

第十二頁，共八十頁。

基因重復(fù)學(xué)說(xuéshuō)：即基因復(fù)增學(xué)說(xuéshuō)geneduplicationtheory。它與一般的選擇學(xué)說(xuéshuō)不同，雖然它承認(rèn)本來就有抗性基因的存在，但它認(rèn)為某些因子（如殺蟲劑等）引起了基因重復(fù)，即一個(gè)抗性基因拷貝為多個(gè)抗性基因，這是抗性進(jìn)化中的一種普遍現(xiàn)象。染色體重組學(xué)說：因染色體易位和倒位產(chǎn)生改變的酶或蛋白質(zhì)，引起抗性的進(jìn)化。

三、害蟲(hàichóng)抗藥性的形成1.抗藥性的形成(xíngchéng)第十三頁，共八十頁?？剐缘男纬蓪?shí)際上是一種進(jìn)化現(xiàn)象，至少包括(bāokuò)3個(gè)因素：（1）變異（2）遺傳（3）選擇選擇起了定向的作用，即使基因頻率向一個(gè)方向發(fā)展，逐代累加。第十四頁，共八十頁。

抗性是殺蟲劑選擇的結(jié)果。產(chǎn)生抗性的原因有多種，按其由遺傳引起的種群特征的變化，或形態(tài)、生理生化(shēnɡhuà)特性的變化，可分為行為抗性和生理生化(shēnɡhuà)抗性。三、害蟲(hàichóng)抗藥性的形成2.抗藥性形成(xíngchéng)的機(jī)制第十五頁，共八十頁。2.1生理生化抗性

生理抗性：包括表皮和神經(jīng)膜穿透作用降低(jiàngdī)，脂肪體等惰性部位貯存殺蟲劑的能力增強(qiáng)、排泄作用增強(qiáng)，圍食膜特別發(fā)達(dá)，或能引起嘔吐、或分泌大量水分而引起水瀉，加速將藥劑排出體外等。生化抗性：主要是指由解毒作用增強(qiáng)、代謝加速而引起的，故又稱為代謝抗性。三、害蟲(hàichóng)抗藥性的形成2.抗藥性形成(xíngchéng)的機(jī)制第十六頁，共八十頁。

簡(jiǎn)單地說，昆蟲對(duì)各類殺蟲劑涉及的主要生理生化抗性機(jī)理有以下幾個(gè)方面：（1）穿透(chuāntòu)速率降低。包括兩種類型：一是殺蟲劑穿透(chuāntòu)昆蟲表皮的速率降低，二是殺蟲劑對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)穿透(chuāntòu)作用降低；（2）代謝抗性：涉及到的酶有，細(xì)胞色素P450酶系、水解酶（主要是酯酶）、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶、DDT-脫氯化氫酶等；（3）靶標(biāo)部位敏感度降低等。三、害蟲(hàichóng)抗藥性的形成2.抗藥性形成(xíngchéng)的機(jī)制2.1生理生化抗性第十七頁，共八十頁。

Forgash等（1962）首先提出，一個(gè)多抗性的家蠅品系對(duì)二嗪農(nóng)的穿透率降低。狄氏劑和DDT在抗性家蠅中的穿透作用降低。并命名為ORGANOTIN-r，其突變基因命名為tin(或pen)。

表皮穿透降低實(shí)際上是穿透常數(shù)降低，即殺蟲劑穿透昆蟲表皮的速率降低，而延緩殺蟲劑到達(dá)靶標(biāo)部位(bùwèi)的時(shí)間。在這一時(shí)期內(nèi)使抗性昆蟲有更多的機(jī)會(huì)來降解這這些化合物。表皮穿透降低對(duì)殺蟲劑無專一性，已報(bào)道的殺蟲劑有DDT、狄氏劑、對(duì)硫磷、西維因、二嗪農(nóng)、馬拉硫鱗、敵百蟲、氯硫磷和其它殺蟲劑。

2.1.1穿透作用降低(jiàngdī)

（1）表皮穿透作用降低2.1生理(shēnglǐ)生化抗性第十八頁，共八十頁。2.1.1穿透作用降低(jiàngdī)

（2）神經(jīng)系統(tǒng)穿透作用降低2.1生理(shēnglǐ)生化抗性第十九頁，共八十頁。

“pen”基因是一個(gè)修飾基因，也就是說單獨(dú)起作用時(shí)，對(duì)抗性影響不大，但與其它因子，特別是各種代謝基因一起作用時(shí)，抗性就會(huì)顯著加強(qiáng)，所以(suǒyǐ)又稱pen基因?yàn)閺?qiáng)化基因或增效基因。

例如，在抗DDT的家蠅中發(fā)現(xiàn)，由于MFO活性增高，產(chǎn)生50倍的抗性，表皮穿透作用降低，產(chǎn)生2倍的抗性，那么這2個(gè)因子共同起作用時(shí)，其抗性水平可達(dá)900倍。實(shí)際上由于研究方法的限制可能低估了穿透抗性的作用，從滲透劑的增效作用可以推測(cè)穿透抗性在某些情況下可能扮演更為重要的角色。2.1.1穿透(chuāntòu)作用降低

2.1生理(shēnglǐ)生化抗性第二十頁，共八十頁。

有機(jī)磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑的靶標(biāo)乙酰膽堿酯酶DDT和擬除蟲菊酯類殺蟲劑的主要(zhǔyào)靶標(biāo)鈉通道環(huán)戊二烯類殺蟲劑的靶標(biāo)GABA受體。2.1.2作用(zuòyòng)靶標(biāo)部位敏感性降低

2.1生理(shēnglǐ)生化抗性三、害蟲抗藥性的形成2.抗藥性形成的機(jī)制第二十一頁，共八十頁。AChE

AChE的不敏感性主要由AchE變構(gòu)引起，而AchE的變構(gòu)則是結(jié)構(gòu)基因的點(diǎn)突變?cè)斐傻?。例如，果蠅中的AChE是由一個(gè)獨(dú)特的位點(diǎn)Ace編碼的。Ace中的一個(gè)T突變?yōu)锳將導(dǎo)致AChE的苯丙氨酸（368）突變?yōu)槔野彼岷蟾淖兞薃ChE的催化特性，結(jié)果降低了對(duì)殺蟲劑的敏感性。點(diǎn)突變可以發(fā)生在不同的部位，從而導(dǎo)致不同的抗性型。從果蠅的田間品系中發(fā)現(xiàn)了4種突變型：苯丙氨酸（115）變?yōu)榻z氨酸；異亮氨酸（199）變?yōu)槔i氨酸或蘇氨酸；甘氨酸（303）變?yōu)楸彼?。一個(gè)突變型的AChE中幾個(gè)點(diǎn)突變的組合不但會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生不同的抗性型，而且對(duì)抗性有明顯的增強(qiáng)作用，即高抗性有可能來自幾個(gè)低抗性點(diǎn)突變的組合。AChE敏感性下降，除了AChE質(zhì)的改變，即上述變構(gòu)AChE外，AChE量的增加即AChE基因表達(dá)(biǎodá)調(diào)控也可能對(duì)抗性產(chǎn)生影響。第二十二頁，共八十頁。鈉通道

鈉通道的改變，引起對(duì)殺蟲劑敏感度下降，結(jié)果產(chǎn)生擊倒抗性（Knockdownresistance，簡(jiǎn)稱Kdr），包括抗性水平更高的超Kdr因子。Kdr型抗性通常具有如下的特點(diǎn)：（1）Kdr基因(jīyīn)是隱性基因(jīyīn)，即只有在純合子狀態(tài)下才表現(xiàn)抗性，雜合子狀態(tài)并不表現(xiàn)抗性；（2）Kdr基因?qū)DT和擬除蟲菊酯殺蟲劑引起神經(jīng)敏感度降低；（3）對(duì)所有擬除蟲菊酯和DDT都有交互抗性；（4）對(duì)擬除蟲菊酯產(chǎn)生很高的抗性，特別是在有超Kdr基因存在時(shí)，可產(chǎn)生數(shù)千倍的抗性。

第二十三頁，共八十頁。Kdr型的分子機(jī)理(jīlǐ)：

神經(jīng)膜磷脂雙分子層的變異；鈉通道數(shù)量的改變；鈉通道質(zhì)的改變。

膜上的脂對(duì)膜蛋白和酶的結(jié)構(gòu)與功能起重要作用，如果神經(jīng)膜脂蛋白或脂類組成發(fā)生變化，或由于脂誘導(dǎo)而造成酶的構(gòu)型發(fā)生變化，最后都會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)敏感性下降。昆蟲對(duì)擬除蟲菊酯的毒性反應(yīng)有很大差異的原因可能是由于不同昆蟲的神經(jīng)膜中的脂質(zhì)比例不同而引起的。鈉通道數(shù)量的改變與產(chǎn)生擊倒抗性有或無關(guān)；

鈉通道(tōngdào)第二十四頁，共八十頁。Kdr的本質(zhì)是鈉通道的變異。通過對(duì)敏感和抗性品系中位于第二染色體上的果蠅鈉通道Sch等位基因克隆化和測(cè)序，發(fā)現(xiàn)位于同源結(jié)構(gòu)閾Ⅲ的S5和S6連接片段的一個(gè)位點(diǎn)發(fā)生了突變，導(dǎo)致(dǎozhì)敏感品系Sch序列中1172位的天冬氨酸殘基在抗性品系中被天冬酰胺取代，使連接片段失去一個(gè)負(fù)電荷，此負(fù)電荷的喪失是產(chǎn)生Kdr機(jī)制的原因。在擬除蟲菊酯抗性煙草夜蛾體內(nèi)是單個(gè)堿基發(fā)生了突變（T到A），而該突變基因能將亮氨酸改變?yōu)榻M氨酸，從而引起鈉通道蛋白改變?cè)斐蓳舻箍剐?。Kdr型的分子(fēnzǐ)機(jī)理：第二十五頁，共八十頁。γ-氨基丁酸（GABA）受體

果蠅對(duì)環(huán)戊二烯類的抗性是由位于第Ⅱ染色體臂的單個(gè)主要基因（Rdl）控制的。在家蠅中Rdl基因位于第Ⅳ染色體。環(huán)戊二烯抗藥性是由GABAA受體-氯離子通道(tōngdào)復(fù)合體上環(huán)戊二烯和木防己苦毒寧（PTX）結(jié)合部位敏感度下降所致。Ffrench-Constant等首先從野生型對(duì)環(huán)戊二烯類殺蟲劑有高抗性的果蠅品系中克隆了環(huán)戊二烯抗性基因Rdl。在Rdl基因中，僅發(fā)現(xiàn)在302位的丙氨酸變?yōu)榻z氨酸，正是這一突變與環(huán)戊二烯/PTX結(jié)合部位的不敏感度有關(guān)。第二十六頁，共八十頁。

昆蟲在殺蟲劑的選擇壓力下，通過增強(qiáng)體內(nèi)解毒酶的活力和提高酶蛋白與殺蟲劑分子(fēnzǐ)的親和性以及加強(qiáng)各種形式的酶促結(jié)合等方式，加速對(duì)進(jìn)入昆蟲體內(nèi)的殺蟲劑的解毒代謝作用而使昆蟲表現(xiàn)出的抗藥性，就是代謝抗性，簡(jiǎn)單地說就是解毒能力增強(qiáng)。參與代謝作用并與抗性有關(guān)的酶系主要有細(xì)胞色素P450酶系、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶和水解酶（主要是脂族酯酶、DDT-脫氯化氫酶等）等。2.1.3代謝作用增強(qiáng)(zēngqiáng)2.1生理(shēnglǐ)生化抗性三、害蟲抗藥性的形成2.抗藥性形成的機(jī)制第二十七頁，共八十頁。細(xì)胞(xìbāo)色素P450酶系與抗藥性細(xì)胞色素P450的化學(xué)(huàxué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，它不是一種蛋白而是分子質(zhì)量在46-60Kda（黃俊勇和冷欣夫，1991）的結(jié)構(gòu)類似而又不盡相同，性質(zhì)類似而又有差異的一族蛋白質(zhì)（唐振華，1990a）。主要包括兩類細(xì)胞色素：細(xì)胞色素P450和細(xì)胞色素b5；二種黃素蛋白，即NADPH-細(xì)胞P450還原酶和NADH-細(xì)胞色素b5還原酶；還含有磷脂等。

P450蛋白種類的多樣性及其底物的重疊性使P450酶系可以催化多種類型的反應(yīng)，不僅對(duì)許多外來物質(zhì)如殺蟲劑及其它環(huán)境有毒化合物具有代謝作用，還參與一些重要的生理功能內(nèi)源性物質(zhì)如激素、脂肪酸的代謝，在生物體中起十分重要的作用。

第二十八頁，共八十頁。細(xì)胞色素P450單加氧酶的功能(gōngnéng)

是催化底物分子羥基化RH+NADPH+H++O2ROH+NADP++H2O上述反應(yīng)需要細(xì)胞(xìbāo)色素P450(CytP450)參與。細(xì)胞色素(sèsù)P450單加氧酶(cytochromeP450monooxygenase)，又稱混合功能氧化酶(mixed-functionoxidase)或羥化酶(hydroxylase)第二十九頁，共八十頁。細(xì)胞色素(sèsù)P450單加氧酶作用機(jī)制第三十頁，共八十頁。細(xì)胞色素P450酶系與抗藥性

P450酶系對(duì)殺蟲劑代謝作用的增強(qiáng)是大多數(shù)重要害蟲對(duì)殺蟲劑產(chǎn)生高水平抗性和交互抗性的主要原因(yuányīn)（Scott,1996）。其直接證據(jù)來自MFO的離體測(cè)定，主要是通過：a殺蟲劑氧化代謝的直接測(cè)定；b模型底物氧化代謝的測(cè)定；c對(duì)MFO酶系中P450水平的測(cè)定；dP450光譜特征的變化。研究結(jié)果表明，抗性的發(fā)展普遍與微粒體氧化作用增強(qiáng)有關(guān)。第三十一頁，共八十頁。其間接證據(jù)是通過研究一些增效劑的作用(zuòyòng)發(fā)現(xiàn)的。增效醚（pbo）是MFO的專一性抑制劑，并對(duì)抗性品系的增效作用(zuòyòng)大于敏感品系。利用pbo的增效作用(zuòyòng)來判斷MFO是否參與害蟲抗藥性形成，是研究抗藥性性生理生化機(jī)制的常用工具之一。昆蟲抗藥性除與MFO中的細(xì)胞色素P450水平有關(guān)外，還和其他組分，特別是P450還原酶和細(xì)胞色素b5水平有關(guān)。MFO解毒能力增強(qiáng)：P450量的增加，P450質(zhì)的改變。另外，MFO活性增強(qiáng)可能也是造成交互抗性的原因之一。細(xì)胞(xìbāo)色素P450酶系與抗藥性第三十二頁，共八十頁。酯酶與昆蟲抗藥性

酯酶是能夠水解酯鍵的一類水解代謝酶。昆蟲中的酯酶主要是B類酯酶，包括膽堿酯酶、磷酸酯酶和羧酸酯酶。與抗性有關(guān)的主要是羧酸酯酶。羧酸酯酶實(shí)際上是由許多同功酶組成(zǔchénɡ)的。例如棉鈴蟲幼蟲體內(nèi)有10個(gè)羧酸酯酶同功酶。羧酸酯酶解毒能力的增強(qiáng)在某些昆蟲對(duì)有機(jī)磷殺蟲劑的抗性中起重要作用，對(duì)擬除蟲菊酯類殺蟲劑的抗性中起一定的作用，而對(duì)氨基甲酸酯類殺蟲劑的抗性主要是MFO的作用，羧酸酯酶的作用很小。

第三十三頁，共八十頁。

酯酶活力增強(qiáng)主要有兩個(gè)方面的原因：一是質(zhì)的改變，即某一個(gè)(yīɡè)或某一些同功酶發(fā)生了變構(gòu)；二是量的改變，即酶量的增加。酯酶量的增加又有三種途徑：一是基因擴(kuò)增；二是基因表達(dá)調(diào)控的改變；三是這兩個(gè)途徑兼而有之。酯酶在昆蟲對(duì)殺蟲劑的抗藥性機(jī)制中起兩方面的作用：一方面是催化殺蟲劑酯鍵斷裂，代謝解毒；另一方面是作為結(jié)合蛋白和進(jìn)入體內(nèi)的殺蟲劑結(jié)合，從而減少到達(dá)作用靶標(biāo)的量。酯酶與昆蟲(kūnchóng)抗藥性第三十四頁，共八十頁。谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶（GSTs）與昆蟲抗藥性

催化親電子物質(zhì)與內(nèi)源的還原性谷胱甘肽（GSH）反應(yīng)（主要是將底物中的某個(gè)基團(tuán)轉(zhuǎn)移到GSH的硫原子(yuánzǐ)上）的一類酶稱為谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶，簡(jiǎn)稱GSTs。依所轉(zhuǎn)移的基團(tuán)種類將GSTs分為5類：烷基轉(zhuǎn)移酶、芳基轉(zhuǎn)移酶、芳烷基轉(zhuǎn)移酶、鏈烯轉(zhuǎn)移酶和環(huán)氧化物轉(zhuǎn)移酶。在昆蟲抗性機(jī)制中主要涉及到烷基轉(zhuǎn)移酶和芳基轉(zhuǎn)移酶。研究表明，GSTs代謝能力增強(qiáng)是家蠅對(duì)有機(jī)磷的抗性機(jī)制之一。如抗二嗪農(nóng)的家蠅品系較敏感酶系的GSTs代謝強(qiáng)度高5.2倍。此外，谷胱甘肽（GSH）是GSTs催化結(jié)合反應(yīng)的輔助因子，GSH的含量對(duì)GSTs的催化有很大影響。已有實(shí)驗(yàn)證明某些昆蟲的抗性與GSH含量增加有關(guān)。GSTs結(jié)合殺蟲劑后，增強(qiáng)了殺蟲劑分子的水溶性，因此有利于被害蟲排出體外，從而使殺蟲劑解毒。第三十五頁，共八十頁。DDT-脫氯化氫酶及硝基還原酶

昆蟲體內(nèi)的DDT在DDT-脫氯化氫酶的作用下，將DDT轉(zhuǎn)化為無毒的DDE。DDT-脫氯化氫酶有稱為DDT酶，存在于各種組織，包括化感器，保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)免受積累過多的DDT。大量的研究表明昆蟲對(duì)DDT的抗性程度由于DDT酶活性存在正相關(guān)性。

有機(jī)磷殺蟲劑中有硝基結(jié)構(gòu)的化合物如對(duì)硫磷、殺螟硫磷及苯硫磷等，可以被硝基還原酶代謝為無毒化合物。

總之，代謝抗性的化學(xué)(huàxué)本質(zhì)是殺蟲劑代謝活性的增強(qiáng)，歸因于相關(guān)酶在數(shù)量或質(zhì)量上的改變，可能涉及的機(jī)制包括基因擴(kuò)增、酶基因突變以及基因轉(zhuǎn)錄的增強(qiáng)等。第三十六頁，共八十頁。

2.抗藥性形成(xíngchéng)的機(jī)制

感覺到不安全而飛離。例如在噴灑菊酯類藥劑的地方，蚊子(wénzi)在未接觸到足夠的藥量前就迅速飛離，以致不能致死。

2.2行為抗性即昆蟲受到殺蟲劑的刺激而改變了習(xí)性(xíxìng)，對(duì)藥劑的敏感度增加。使昆蟲第三十七頁，共八十頁。Na+通道(tōngdào)敏感度降低第三十八頁，共八十頁。

必須指出，某一種群對(duì)某一殺蟲劑的抗性，其機(jī)制往往不是(bùshi)單一的，即使是酶活性提高，也不一定就是某種酶活性提高，可能是幾種解毒酶活性都提高的結(jié)果。

三、害蟲(hàichóng)抗藥性的形成第三十九頁，共八十頁。四、影響抗性發(fā)展(fāzhǎn)的因子遺傳學(xué)因子(yīnzǐ)生物學(xué)因子操作因子第四十頁，共八十頁。5.1遺傳學(xué)因子

(1)原始抗性基因頻率：決定抗性速度的主要(zhǔyào)因素(2)抗性基因是顯性還是隱性：一是涉及到抗性形成的速度問題；二是涉及到抗性種群的純度。（3）抗性基因之間的相互作用：抗性若是單基因，則難以形成高抗性。二個(gè)抗性基因結(jié)合時(shí)對(duì)抗性的影響是倍增，而不是簡(jiǎn)單的相加作用。此外，抗性基因的相對(duì)適合度、抗性基因的共適應(yīng)及抗性基因在染色體上的位置等遺傳學(xué)因子也對(duì)抗性的發(fā)展影響很大。

第四十一頁，共八十頁。

5.2生物學(xué)因子

害蟲(hàichóng)的種類，習(xí)性，世代均影響其抗性。（1）世代：衛(wèi)生害蟲＞農(nóng)業(yè)害蟲＞倉庫害蟲。（2）活動(dòng)性活動(dòng)性?。净顒?dòng)性大，遷飛的害蟲（3）食性：寡食性＞多食性（4）害蟲的棲息場(chǎng)地：棲息地少＞棲息場(chǎng)所多變第四十二頁，共八十頁。5.3操作因子

包括人為因子，藥劑的性質(zhì)，使用方法(fāngfǎ)，次數(shù)、濃度、劑量等。（1）藥劑性質(zhì)：殘效期短的藥劑易分解，殘效期長的不易分解，易造成抗藥性，緩釋劑殘效期更長，則易產(chǎn)生抗藥性。（2）藥劑的使用量、次數(shù)：高劑量、次數(shù)多的產(chǎn)生抗藥性，它可使敏感種群被淘汰，抗性種群得以發(fā)展。（3）使用范圍：范圍越大越易產(chǎn)生抗藥性。

第四十三頁，共八十頁。五、害蟲(hàichóng)抗藥性治理津巴布韋殺螨劑輪用治理(zhìlǐ)方案

二苯基化合物類（三氯殺螨砜等）甲脒或氨基甲酸酯類（雙甲脒等）有機(jī)磷類（久效磷、三唑磷等）2年后2年后2年后第四十四頁，共八十頁。（一）害蟲(hàichóng)抗藥性治理的基本原則和策略

1、基本(jīběn)原則

（1）盡可能將目標(biāo)害蟲種群的抗性基因頻率控制在最低水平；（2）注重(zhùzhòng)選擇沒有交互抗性的藥劑進(jìn)行交替輪換使用和混用；（3）選擇最佳施藥時(shí)間和方法，嚴(yán)格控制施藥次數(shù)；（4）實(shí)行綜合防治；（5）盡可能減少對(duì)非目標(biāo)生物的影響。第四十五頁，共八十頁。2.殺蟲劑抗性治理(zhìlǐ)的策略

（1）適度治理(ModerationManag-ement)限制(xiànzhì)藥劑的使用，降低總的選擇壓力，而在不用藥階段，充分利用種群中抗性個(gè)體適合度低的有利條件，促使敏感個(gè)體的繁殖快于抗性個(gè)體，以降低整個(gè)種群的抗性基因頻率，阻止或延緩抗性的發(fā)展。

第四十六頁，共八十頁。2.殺蟲劑抗性治理(zhìlǐ)的策略

（2）飽和(bǎohé)治理(SaturationManagement)當(dāng)抗性基因?yàn)殡[性時(shí)，通過選擇足以能殺死抗性雜合子的高劑量進(jìn)行使用，并有敏感種群遷入起稀釋作用，使種群中抗性基因頻率保持在低的水平，以降低抗性的發(fā)展速率。

第四十七頁，共八十頁。2.殺蟲劑抗性治理(zhìlǐ)的策略

（3）多種攻擊治理(MultipleAttackManagement)當(dāng)采用不同化學(xué)類型的殺蟲劑交替使用或混用時(shí)，如果它們作用于一個(gè)以上作用部位，沒有交互抗性，而且其中(qízhōng)任何一個(gè)藥劑的選擇壓力低于抗性發(fā)展所需的選擇壓力時(shí)，那就可以通過多種部位的攻擊來達(dá)到延緩抗性的目的。第四十八頁，共八十頁。（二）抗性監(jiān)測(cè)(jiāncè)在抗性治理中的作用

1、設(shè)計(jì)抗性治理方案(fāngàn)的依據(jù)

2、評(píng)估(pínɡɡū)抗性治理的實(shí)際效果監(jiān)測(cè)抗性變化評(píng)估治理方案和效果為抗性治理方案的修訂補(bǔ)充提供依據(jù)

監(jiān)測(cè)害蟲發(fā)生情況預(yù)測(cè)抗性水平及分布抗性的早期預(yù)警第四十九頁，共八十頁。3.抗性監(jiān)測(cè)(jiāncè)方法

抗藥性監(jiān)測(cè)是指通過生物測(cè)定、解毒(jiědú)酶活性分析、靶標(biāo)敏感性測(cè)定或分子生物學(xué)等技術(shù)，確證昆蟲種群是否產(chǎn)生抗性，如果產(chǎn)生抗性，監(jiān)測(cè)抗性水平和變化動(dòng)態(tài)抗性監(jiān)測(cè)的技術(shù)有生物測(cè)定技術(shù)；生化檢測(cè)技術(shù)；神經(jīng)電生理檢測(cè)技術(shù)；分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)。第五十頁，共八十頁。（1）生物測(cè)定技術(shù)(jìshù)

早在1956年世界衛(wèi)生組織(WHO)曾組織了一系列害蟲抗藥性測(cè)定方法的討論會(huì),并于1970年正式制定出標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法.聯(lián)合國糧食和農(nóng)業(yè)組織(FAO)在1969～1974年先后發(fā)表(fābiǎo)了測(cè)定原理和15種農(nóng)業(yè)害蟲抗藥性測(cè)定試行方案.我國根據(jù)實(shí)際情況和害蟲種類,也制定了相應(yīng)的害抗藥性測(cè)定方案.這些方案考慮的因素主要是藥劑的作用方式和昆蟲的形態(tài)學(xué)。第五十一頁，共八十頁。a.抗性倍數(shù)法（LD50）

讓害蟲在室內(nèi)條件下接觸到不同劑量（濃度）梯度的殺蟲劑得到(dédào)劑量反應(yīng)關(guān)系（LD-P線），計(jì)算出LD50（LC50）和LD-P線的斜率b，然后與敏感品系相比較計(jì)算出抗性倍數(shù)，以確定抗性的有無和程度。第五十二頁，共八十頁。

b.區(qū)分劑量（discriminatingdose）法使用1至2個(gè)能夠區(qū)分害蟲種群中抗性個(gè)體(gètǐ)、雜合子和敏感個(gè)體(gètǐ)的劑量進(jìn)行測(cè)定，從而確定抗性個(gè)體(gètǐ)頻率。該方法使用成功與否的關(guān)鍵是得到合適的區(qū)分劑量，通常做法是根據(jù)敏感品系的LD99或LD99.9來確定，但最好通過抗性遺傳分析得到區(qū)分劑量。LD99：用來殺死一種昆蟲群體中幾乎所有敏感個(gè)體，而幾乎不殺死該群體中表現(xiàn)型抗性個(gè)體（包括抗性雜合子和抗性純合子個(gè)體）的某一殺蟲劑的劑量。在抗性遺傳特征為完全顯性或不完全顯性的情況下，由于雜交F1（♀R×♂S或♀S×♂R）的毒力回歸線靠近抗性親本的毒力回歸線，而與敏感親本的毒力回歸線往往不易重疊，通常就可以用敏感毒力回歸線的LD99作為區(qū)分劑量，用該區(qū)分劑量處理某個(gè)種群，就可以得到該種群中抗性個(gè)體百分率。第五十三頁，共八十頁。c.單雌系F1代遺傳監(jiān)測(cè)（檢測(cè)）法

Gould等（1997）將區(qū)分劑量和單對(duì)雜交結(jié)合在一起提出單對(duì)F1法（單對(duì)雜交法）。用室內(nèi)篩選出的抗性品系與田間采集的個(gè)體進(jìn)行單對(duì)雜交，其雜交后代（F1代）幼蟲在區(qū)分劑量下受試，而確定早期抗性基因頻率情況。其適用(shìyòng)條件：①隱性基因控制的抗性；②必須是單對(duì)基因控制的抗性；③實(shí)驗(yàn)室內(nèi)要有純度較高的抗性品系。與常規(guī)檢測(cè)技術(shù)相比，靈敏度很高，能夠監(jiān)測(cè)出田間早期抗性基因頻率。第五十四頁，共八十頁。d.F2代濃縮遺傳法：

Andow等（1998）提出F2代遺傳檢測(cè)法檢測(cè)敏感度，比區(qū)分劑量法提高10倍。從田間采集成蟲進(jìn)行單對(duì)交配，每個(gè)單對(duì)作為一個(gè)(yīɡè)單雌系，其后代進(jìn)行同胞自交，自交后初孵幼蟲（F2代幼蟲）用區(qū)分劑量（或高表達(dá)Bt作物）進(jìn)行抗性個(gè)體的篩選。理論上，如果F2代的原始親本中最初攜帶了一個(gè)(yīɡè)抗性基因，在F2代幼蟲中，約有1/16的個(gè)體為抗性純合子（rr基因型）。初步檢測(cè)到抗性個(gè)體的單雌系進(jìn)行單獨(dú)飼養(yǎng)進(jìn)行F4代核實(shí)驗(yàn)證，根據(jù)攜帶抗性基因的單雌系數(shù)目進(jìn)行評(píng)估大田害蟲種群的抗性等位基因頻率。此法濃縮了抗性基因，尤其適用于檢測(cè)田間稀有隱性抗性基因的頻率。第五十五頁，共八十頁。農(nóng)藥(nóngyào)穿透生物學(xué)與抗藥性測(cè)定

農(nóng)藥穿透生物學(xué)關(guān)于農(nóng)藥穿透生物體的模式與生物本身的行為學(xué)或生理學(xué)間的關(guān)系的理論。同一種藥劑對(duì)于不同的生物因?yàn)槠浯┩改Ｊ讲煌纱硕a(chǎn)生的抗性機(jī)制會(huì)存在差異。抗性的測(cè)定方法必須考慮與田間條件下藥劑實(shí)際存在的穿透模式相一致的藥劑處理方法才可能真是反映生物對(duì)藥劑的抗藥性程度及其機(jī)制。所以(suǒyǐ)對(duì)于昆蟲抗藥性測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)有必要重新進(jìn)行評(píng)價(jià)和制定。第五十六頁，共八十頁。（2）生化(shēnɡhuà)檢測(cè)法a.解毒酶活性檢測(cè)技術(shù)通常采用酶標(biāo)板法檢測(cè)昆蟲個(gè)體的酯酶、多功能氧化酶和谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶等對(duì)各自模式底物的活性。b.靶標(biāo)敏感性檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)乙酰膽堿對(duì)有機(jī)磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑的不敏感性，用神經(jīng)(shénjīng)電生理方法檢測(cè)昆蟲神經(jīng)(shénjīng)對(duì)殺蟲劑的不敏感性。第五十七頁，共八十頁。（3）分子生物學(xué)檢測(cè)(jiǎncè)技術(shù)

害蟲抗藥性分子檢測(cè)技術(shù)是基于對(duì)害蟲抗藥性機(jī)制了解的基礎(chǔ)上建立起來的,即利用分子生物學(xué)技術(shù)檢測(cè)殺蟲劑作用靶標(biāo)的抗性位點(diǎn)或解毒代謝酶基因的增強(qiáng)表達(dá)。基于可操作性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性等方面的原因,目前幾乎所有的抗性檢測(cè)研究都集中于靶標(biāo)抗性方面,即檢測(cè)靶標(biāo)基因的突變。常用的基因突變檢測(cè)技術(shù)主要包括等位基因特異性PCR技術(shù)、單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析、限制性片段長度(chángdù)多態(tài)性分析、DNA芯片技術(shù)等。第五十八頁，共八十頁。

等位基因特異性PCR技術(shù)(jìshù)

PASA、Bi-PASA(BidirectionalofSpecificAlleles雙向PCR擴(kuò)增特殊等位基因）的基本原理是其中一條PCR產(chǎn)物引物3’端設(shè)置于抗性突變位點(diǎn)處，利用(lìyòng)這些引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增,S引物能夠擴(kuò)增敏感害蟲的基因片段,而不能擴(kuò)增抗性害蟲的基因片段;R引物則相反。PASA技術(shù)的使用需要針對(duì)突變堿基設(shè)計(jì)特別的引物,因此要求對(duì)引起抗性的所有堿基突變非常清楚。當(dāng)在同一個(gè)堿基位點(diǎn)出現(xiàn)多種抗性突變時(shí),需要設(shè)計(jì)多個(gè)引物,進(jìn)行多次PCR,才能確定突變的性質(zhì)。第五十九頁，共八十頁。第六十頁，共八十頁。單鏈構(gòu)象(ɡòuxiànɡ)多態(tài)性（singlestrandconformationploymorphism,SSCP)分析

是一種基于單鏈DNA構(gòu)象差別來檢測(cè)點(diǎn)突變的方

法．DNA變性形成單鏈，在中性條件下長度相同的單

鏈指DNA,如果堿基組成和(或)排列順序不同,形成的

構(gòu)象就不同,這樣就形成了單鏈構(gòu)象多態(tài)性.這些分子在非變性PAGE中電泳中表現(xiàn)出不同的遷移率.

SSCP特別適于分析小于400bp的PCR產(chǎn)物。據(jù)認(rèn)為SSCP可以區(qū)分1bp的差異

PCR-SSCP分析不能確定(quèdìng)基因變異的內(nèi)容，因此電泳后結(jié)果有差異后還需進(jìn)行測(cè)序分析，確定(quèdìng)變異性質(zhì)。第六十一頁，共八十頁。第六十二頁，共八十頁。限制性片段(piànduàn)長度多態(tài)性（restrictionfragmentlengthpolymorphisms,RFLP）分析基因突變導(dǎo)致的基因堿基組成或(和)順序發(fā)生改變,會(huì)在基因結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生新的限制(xiànzhì)性內(nèi)切酶位點(diǎn)或使原有的位點(diǎn)消失.用限制(xiànzhì)酶對(duì)不同個(gè)體基因組進(jìn)行消化時(shí)，其電泳條帶的數(shù)目和大小就會(huì)產(chǎn)生改變，根據(jù)這些改變可以判斷出突變是否存在.第六十三頁，共八十頁。

限制性片段(piànduàn)長度多態(tài)性RFLPs(restrictionfragmentlengthpolymorphisms)樣品一樣品二第六十四頁，共八十頁。DNA芯片(xīnpiàn)技術(shù)

DNA芯片（DNAchip)又稱為基因芯片，DNA微陣列（DNAmicroarray)仍然是利用核酸分子雜交(zájiāo)原理：首先將一系列預(yù)先設(shè)計(jì)好的核酸探針（oligosorcDNA)有序地，高密度地排列在玻璃，硅片或尼龍膜等固體支持物上，制成DNA微陣列。用熒光標(biāo)記待測(cè)樣品（DNA,cDNA,RNA)與位于芯片上的核酸探針雜交(zájiāo)后，通過激光共聚焦熒光掃描系統(tǒng)檢測(cè)雜交(zájiāo)信號(hào)強(qiáng)度，再用特定的軟件對(duì)熒光信號(hào)進(jìn)行綜合分析，就能獲得待測(cè)樣品的大量基因序列信息或表達(dá)信息。基因芯片按照用途分為：表達(dá)芯片，診斷芯片，指紋圖譜芯片，測(cè)序芯片，毒理芯片等。該技術(shù)可用于新基因鑒定，突變檢測(cè)，表達(dá)監(jiān)控和遺傳制圖等。第六十五頁，共八十頁。第六十六頁，共八十頁。（三）抗性治理(zhìlǐ)的基礎(chǔ)研究

抗性監(jiān)測(cè)抗性品系的選育交互抗性譜抗性機(jī)理抗性遺傳(yíchuán)生物學(xué)特性種群生態(tài)及種群遺傳學(xué)等。第六十七頁，共八十頁。（四）害蟲抗性治理(zhìlǐ)中的化學(xué)防治技術(shù)1.農(nóng)藥交替轉(zhuǎn)換(zhuǎnhuàn)使用：不同抗性機(jī)理的藥劑間交替使用；2.農(nóng)藥的限制使用：限制使用時(shí)間和次數(shù)；3.農(nóng)藥混用：避免產(chǎn)生交互抗性和多抗性；4.增效劑的使用：凡是在一般濃度下單獨(dú)使用時(shí)對(duì)昆蟲并無毒性，但與殺蟲劑混用時(shí)，則能增加殺蟲劑的效果。第六十八頁，共八十頁。（四）害蟲抗性治理(zhìlǐ)中的化學(xué)防治技術(shù)1.綜合治理2.負(fù)交互(jiāohù)抗性農(nóng)藥的應(yīng)用3.農(nóng)藥的混合使用4.農(nóng)藥的交替使用5.兩種殺蟲劑的棋盤式用藥6.換用新藥劑7.增效劑的使用

第六十九頁，共八十頁。1.綜合治理

根據(jù)有害生物綜合防治（IPM）的原則，加強(qiáng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，把農(nóng)業(yè)技術(shù)，化學(xué)防治與生物防治結(jié)合(jiéhé)起來，減少殺蟲劑的使用量，害蟲綜合治理強(qiáng)調(diào)自然控制因素的作用，強(qiáng)調(diào)各種防治方法必須與自然控制相協(xié)調(diào)，主張用那些與自然因子不矛盾的方法，化學(xué)方法盡可能的不用，除非到萬不得已時(shí)再用。

第七十頁，共八十頁。但是，實(shí)際情況是多數(shù)農(nóng)業(yè)害蟲和衛(wèi)生害蟲還不得不用化學(xué)防治法，因此必須改進(jìn)化學(xué)防治法，使殺蟲劑的應(yīng)用盡量不傷害天敵，這就是合理用藥。合理用藥主要是兩種情況：用選擇性殺蟲劑，只殺死害蟲，而不殺死其天敵；選擇性用藥，即藥劑本身不具有選擇性，但通過恰當(dāng)?shù)厥褂梅椒?，使其不傷害或少傷害天敵，常用的方法有：?）調(diào)節(jié)使用劑量（2）調(diào)節(jié)施藥時(shí)期(shíqī)（3）局部用藥（4）減少施藥次數(shù)第七十一