巴西玉米叶蝉对吡虫啉抗性解析:遗传模式、交互抗性与稳定性研究的意义

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Crop Protection 2.5

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  为解决巴西玉米叶蝉(Dalbulus maidis)对吡虫啉的抗性问题,研究人员开展其抗性遗传模式、交互抗性及稳定性研究。结果显示抗性不稳定、呈常染色体不完全显性多基因遗传,且有交互抗性。为实施昆虫抗性管理(IRM)策略提供依据。

  在农业生产的大舞台上,害虫防治一直是一场艰难的战役。随着时间的推移,越来越多的害虫对杀虫剂产生了抗性,这一现象如同隐藏在暗处的 “敌人”,严重威胁着农作物的产量和质量。在巴西的玉米地里,玉米叶蝉(Dalbulus maidis)就是这样一个让人头疼的 “麻烦制造者”。它不仅自身繁殖能力强,还能传播玉米矮化螺旋体(CSS)、玉米丛枝矮化植原体(MBSP)、玉米细条纹病毒(MRFV)和玉米条纹花叶病毒(MSMV)这四种会引发严重玉米疾病的病原体,让玉米的生长面临重重危机。
为了应对玉米叶蝉带来的挑战,化学防治成为了常用手段,其中吡虫啉是重要的杀虫剂之一。然而,巴西不同地区的玉米叶蝉田间种群对吡虫啉等新烟碱类和拟除虫菊酯类杀虫剂产生了广泛抗性,这使得防治效果大打折扣。为了更好地解决这一问题,来自巴西圣保罗大学路易斯?德奎罗斯农业学院(Luiz de Queiroz College of Agriculture, University of S?o Paulo)的研究人员开展了一项深入研究,该研究成果发表在《Crop Protection》上。

这项研究意义重大。它为实施昆虫抗性管理(IRM)策略提供了坚实的基础,有助于维持吡虫啉和其他杀虫剂的有效性,减少玉米叶蝉对玉米的危害,保障玉米的产量和质量,对于巴西的农业生产有着至关重要的作用。

在研究过程中,研究人员主要采用了以下关键技术方法:

  1. 叶浸生物测定法:将玉米叶浸在不同浓度的杀虫剂溶液中,然后用处理后的叶片喂食玉米叶蝉,以此来测定不同品系玉米叶蝉对杀虫剂的敏感性,计算半数致死浓度(LC50)等数据。
  2. 培育不同品系玉米叶蝉:收集巴西不同地区的玉米叶蝉,培育出敏感参照品系(SUS)、吡虫啉抗性品系(Imi - R)以及未经筛选压力处理的品系(Imi - unsel),为后续研究提供实验材料。

下面来详细看看研究结果:

  1. 玉米叶蝉对吡虫啉的抗性情况:研究发现,巴西巴拉那州蓬塔格罗萨收集的玉米叶蝉种群在实验室培养一代后,其 LC50值为 167.7 μg a.i. mL?1 ,而敏感参照品系(SUS)仅为 0.12 μg a.i. mL?1 ,抗性比(RR)约为 1397 倍。从 F1代到 F10代,Imi - R 品系的 LC50从 167.7 μg a.i. mL?1 增加到 1065.5 μg a.i. mL?1 ,在 F10代抗性比超过 8871 倍。这表明在持续筛选压力下,玉米叶蝉对吡虫啉的抗性急剧上升。
  2. 抗性的遗传模式:通过正反交实验表明,玉米叶蝉对吡虫啉的抗性为常染色体遗传、不完全显性且由多基因控制。这种遗传模式意味着在田间,抗性基因更容易传播,使得抗性问题愈发严重。
  3. 交互抗性情况:在 Imi - R 品系中,对联苯菊酯、高效氯氟氰菊酯和啶虫脒的抗性比大于 200 倍,表现出较高的交互抗性。然而,吡虫啉与氨基甲酸酯类(灭多威和丁硫克百威)、有机磷类(乙酰甲胺磷)以及新烟碱类的呋虫胺之间抗性比(RR<7 倍)较低,说明它们之间交互抗性较低。
  4. 抗性的稳定性:未经筛选压力处理 10 代的 Imi - unsel 品系,在田间推荐剂量的吡虫啉叶面喷雾处理下死亡率大于 95%,种子处理后 12 天死亡率大于 70%;而 Imi - R 品系死亡率小于 60%。这充分证明玉米叶蝉对吡虫啉的抗性不稳定,没有筛选压力时,其抗性会有所下降。

综合研究结论和讨论部分,研究人员发现玉米叶蝉对吡虫啉的抗性发展迅速,这与其他吸食性害虫类似。了解抗性的遗传模式、交互抗性和稳定性,对于制定有效的昆虫抗性管理(IRM)策略至关重要。例如,可以根据交互抗性情况,合理选择轮换使用的杀虫剂,避免害虫对同一类杀虫剂产生抗性;利用抗性不稳定的特点,在适当的时候减少杀虫剂使用,使害虫的抗性恢复部分敏感性,从而延长杀虫剂的使用寿命。这些研究结果为农业生产中防治玉米叶蝉、合理使用杀虫剂提供了科学依据,对维持农业生态平衡和保障粮食安全有着不可忽视的重要意义。

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