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为探究抗虫水稻品种与杀虫剂联用对褐飞虱(Nilaparvata lugens,BPH)行为、发育及繁殖的影响,研究人员开展相关研究。发现 BPH 对烯啶虫胺(nitenpyram)的抗性和取食 IR56 水稻共同调控其翅膀二型性,还明确了相关激素和基因作用。该研究揭示了潜在风险,意义重大。
褐飞虱(Nilaparvata lugens St?l)是亚洲地区水稻的重要害虫。利用抗虫水稻品种控制褐飞虱、减少杀虫剂依赖,是重要策略。但这两种方法的相互作用,尤其是对褐飞虱行为、发育和繁殖的联合影响,人们了解甚少。
本研究发现,褐飞虱对烯啶虫胺(nitenpyram)的抗性和水稻品种对褐飞虱的抗性,共同调节褐飞虱的翅膀二型性。取食抗褐飞虱水稻品种 IR56 时,烯啶虫胺抗性品系(NitR)的褐飞虱中,长翅型比例高达 78% 。而敏感品系(SUS)在 IR56 或 TN1 上,以及 NitR 品系在 TN1 上,都未出现类似结果。这表明烯啶虫胺抗性和取食 IR56 共同调控褐飞虱翅膀二型性。
通过对激素和胰岛素通路基因的定量分析发现,保幼激素(juvenile hormone,JH)减少和 / 或蜕皮激素(ecdysone,20E)增加会诱导长翅型形成,同时胰岛素受体 2(InR2)表达降低。激素水平变化和沉默 InR2可调节翅膀形态分化。在雄性褐飞虱中,添加 JH III 可使长翅型比例从 72% 降至 42%,沉默 InR2则使长翅型比例从 27% 增至 71%。
本研究提示了一种潜在风险,即抗虫水稻品种可能促进抗性害虫的扩散,这在杀虫剂和抗虫品种联合使用时形成了矛盾。