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茄子果实和嫩梢钻蛀虫(Leucinodes orbonalis)严重危害茄子作物,为探究其杀虫剂抗性,研究人员从印度泰米尔纳德邦多地采集样本,用果实浸渍生物测定法评估抗性,检测解毒酶活性和基因表达。结果显示不同种群对多种杀虫剂有抗性,DMP 种群抗性最强。该研究为害虫治理提供依据。
茄子,这种原产于印度的蔬菜,在南亚和东南亚地区可是餐桌上的常客,深受人们喜爱。印度作为全球第二大茄子生产国,其产量十分可观。然而,茄子的种植之路却充满坎坷,一种名为茄子果实和嫩梢钻蛀虫(Leucinodes orbonalis,简称 L. orbonalis)的害虫成了茄子生长的 “拦路虎” 。从茄子在苗圃阶段开始,一直到结果时期,这种害虫都在肆意破坏,严重时能让茄子减产 80 - 90%。为了对抗它,农民们不得不频繁喷洒农药,可这又带来了新的问题,害虫逐渐产生了抗药性,农药残留问题也日益凸显,还导致了自然界中害虫天敌数量的减少。在这样的背景下,研究茄子果实和嫩梢钻蛀虫对杀虫剂的抗性情况,寻找更有效的防治方法迫在眉睫。
来自印度泰米尔纳德邦农业大学(Tamil Nadu Agricultural University,TNAU)等机构的研究人员开展了相关研究。他们的研究成果对全球类似农业环境下的可持续害虫管理有着重要意义,相关论文发表在《Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology 》上。
研究人员为开展此项研究,主要运用了以下关键技术方法:首先,从印度泰米尔纳德邦的十个地区采集了 L. orbonalis 的野外种群样本,同时以 ICAR - 国家农业昆虫资源局(National Bureau of Agricultural Insect Resources,NBAIR)提供的易感种群作为对照。接着,采用果实浸渍生物测定法,让 L. orbonalis 的二龄后期幼虫接触多杀菌素(spinosad)、乙基多杀菌素(spinetoram)、噻虫啉(thiacloprid)和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(emamectin benzoate)等杀虫剂,以此评估害虫的抗性水平。此外,还进行了解毒酶活性检测和定量实时荧光定量 PCR(qRT - PCR)分析,用于探究解毒酶活性与抗性的关系,以及检测杀虫剂处理后抗性和易感种群中解毒基因的表达情况 。
下面来看具体的研究结果:
- L. orbonalis 对多杀菌素的抗性水平:研究发现,野外采集种群中,多杀菌素的半数致死浓度(LC50)从高到低依次为:4.180 ppm(DMP) > 3.315 ppm(VPM) > 1.732 ppm(TNI) > 1.218 ppm(CBE) > 0.925 ppm(TPL) > 0.864 ppm(DGL) > 0.844 ppm(MDU) > 0.718 ppm(TVM) > 0.606 ppm(NKL) > 0.429 ppm(SLM) 。而实验室饲养的易感种群的 LC50仅为 0.058 ppm,远低于野外种群。这表明野外种群对多杀菌素已经产生了不同程度的抗性。
- L. orbonalis 对其他杀虫剂的抗性水平:通过研究,所有野外种群对 spinetoram 表现出低到高的抗性水平(抗性倍数为 6.6 - 67.8 倍);对 thiacloprid 呈现出从易感到低水平抗性(抗性倍数为 0.89 - 5.06 倍) ;对 emamectin benzoate 也有一定抗性(抗性倍数为 1.48 - 11.29 倍)。不过,emamectin benzoate 对 L. orbonalis 仍具有较高毒性。
- 解毒酶活性检测结果:研究人员对细胞色素 P450 单加氧酶(CYP/MFO)、谷胱甘肽 S - 转移酶(GST)和羧酸酯酶(CarE)进行了解毒酶活性检测。结果显示,Dharmapuri(DMP)种群的这些解毒酶具有较高的比活性,这与该种群对杀虫剂的高抗性存在相关性。
- 解毒基因表达分析结果:定量实时荧光定量 PCR 分析显示,在抗性(DMP)种群中,经杀虫剂处理后,尤其是 48 小时后,cyp306a1 和 ce125 基因显著过表达。这表明这些基因在 L. orbonalis 对杀虫剂的抗性中发挥着关键作用。
综合研究结论和讨论部分可知,本研究明确了 L. orbonalis 不同种群对多种杀虫剂的抗性差异。其中,DMP 种群的抗性最为突出,其解毒酶活性较高,并且相关解毒基因 cyp306a1 和 ce125 在杀虫剂处理后表达上调。这一研究结果为制定合理的害虫防治策略提供了重要依据。研究人员指出,由于害虫已对多种杀虫剂产生抗性,因此,在实际农业生产中,应采用具有不同作用模式的杀虫剂轮换使用的方法,以此减缓害虫抗性的发展,实现可持续的害虫管理。这一研究成果不仅为印度泰米尔纳德邦的茄子种植提供了有效的害虫防治思路,也为全球其他面临类似问题的农业地区提供了宝贵的参考,有望推动可持续农业的发展,保障农作物的产量和质量。