澳大利亚斜纹夜蛾(Spodoptera litura)对双酰胺类杀虫剂抗性的定量遗传分析及其抗性管理意义

本研究针对澳大利亚西北部豆类作物中发现的斜纹夜蛾(Spodoptera litura)对氯虫苯甲酰胺(Chlorantraniliprole)产生>1000倍抗性的现象，通过定量遗传分析揭示了抗性为常染色体不完全隐性遗传(DLC=0.185)，由1-2个紧密连锁基因位点控制。研究发现该抗性导致对氰虫酰胺(Cyantraniliprole)和四氯虫酰胺(Tetraniliprole)分别产生262倍和591倍交叉抗性，但对溴虫氟苯双酰胺(Broflanilide)、Vip3A蛋白等无显著交叉抗性，为制定包含转基因技术的轮换用药策略提供了科学依据。

　　

在全球农业面临害虫抗药性日益严峻的背景下，澳大利亚西部豆类作物区近期爆发了令人担忧的斜纹夜蛾(Spodoptera litura)大规模抗药事件。这种被称为"集群毛虫"的多食性害虫，能够危害包括棉花、豆类和园艺作物在内的112种植物，其幼虫不仅啃食叶片，在高密度时甚至能导致作物完全落叶。更棘手的是，斜纹夜蛾已对包括有机磷类、拟除虫菊酯类乃至新型杀虫剂如多杀菌素(Spinosad)和茚虫威(Indoxacarb)等产生了田间抗性。2023年，澳大利亚新南威尔士第一产业部(NSW Department of Primary Industries)的研究人员在例行抗性监测中发现，来自西澳大利亚布鲁姆地区豆类田的斜纹夜蛾种群能100%存活于氯虫苯甲酰胺(Chlorantraniliprole)的甄别剂量，这种双酰胺类杀虫剂本是防控鳞翅目害虫的重要选择，这一发现促使研究人员对该抗性现象展开了系统研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用剂量反应生物测定、定量遗传分析和代谢抑制实验等方法，建立了抗性品系BM28x，并通过与实验室敏感品系KSL的杂交实验解析抗性遗传特征。研究特别关注了样本来源的田间种群(G₀)和连续多代实验室筛选群体(G₁-G₈)的抗性演变过程，同时测试了多种杀虫剂的交叉抗性模式。

抗性品系的建立与表征

通过连续多代筛选建立的BM28x品系显示出惊人的1078倍氯虫苯甲酰胺抗性。剂量反应曲线显示，抗性品系LC₅₀值达26.9 mg a.i. L^-1，而敏感品系仅为0.025 mg a.i. L^-1。值得注意的是，田间采集的原始种群(G₀)在首次测试时就表现出完全抗性，暗示抗性等位基因在当地种群中已达到较高频率。

抗性遗传机制解析

杂交实验表明抗性为常染色体不完全隐性遗传(D_LC=0.185)，在甄别剂量(0.25 mg a.i. L^-1)下几乎完全隐性(D_ML=0.07)。F₁代与抗性亲本的回交实验显示剂量-死亡率曲线出现明显拐点，斜率(0.81±0.12)显著低于亲本，表明抗性可能由单一致病基因或少数紧密连锁基因控制。代谢抑制实验证实，胡椒基丁醚(PBO)、磷酸三苯酯(TPP)和马来酸二乙酯(DEM)等增效剂不能逆转抗性，排除了细胞色素P450、羧酸酯酶和谷胱甘肽S-转移酶等代谢解毒途径的参与。

交叉抗性模式

抗性品系对同类双酰胺杀虫剂表现出高度交叉抗性：氰虫酰胺(262倍)和四氯虫酰胺(591倍)。但令人欣慰的是，对新型间二酰胺类杀虫剂溴虫氟苯双酰胺仅产生1.3倍交叉抗性，对Bt棉花中的Vip3A蛋白(1.2倍)以及甲维盐(Emamectin benzoate)、乙基多杀菌素(Spinetoram)和甲氧虫酰肼(Methoxyfenozide)等杀虫剂的交叉抗性均低于3.3倍，这为抗性管理提供了宝贵的轮换用药选择。

这项研究首次证实了澳大利亚斜纹夜蛾田间种群存在由靶标位点突变介导的高水平双酰胺类抗性。抗性在田间已形成纯合子群体的发现尤为关键，暗示当地可能已发生过防治失败事件。研究提出的"靶标位点主导、隐性遗传"的抗性特征，解释了为何抗性会在长期隐性状态下突然爆发。更值得关注的是，虽然双酰胺类杀虫剂之间存在严重交叉抗性，但与其他作用机制的杀虫剂无显著交叉抗性，特别是与转基因作物表达的Vip3A蛋白的兼容性，为制定包含化学防治与生物技术相结合的综合治理策略提供了理论依据。该成果不仅对澳大利亚农业害虫防控具有直接指导价值，也为全球范围内鳞翅目害虫抗性管理提供了重要参考案例。