中国烟粉虱（Bemisia tabaci）杀虫剂抗性全国时空监测（2022–2023）：多发育阶段表型、隐存种组成、TYLCV感染及靶标突变格局

《Journal of Agriculture and Food Research》：Nationwide spatiotemporal monitoring of insecticide resistance in Bemisia tabaci in China (2022–2023)

　　

• 研究人员在Bemisia tabaci成虫中检测到极高的新烟碱类（neonicotinoids）抗性，并在未成熟阶段普遍检测到对螺虫乙酯（spirotetramat）、氰虫酰胺（cyantraniliprole）和吡丙醚（pyriproxyfen）的高抗性。
• 研究揭示抗性存在显著地理变异，新烟碱类、拟除虫菊酯类（pyrethroids）、螺虫乙酯（spirotetramat）和氰虫酰胺（cyantraniliprole）具有区域特异性热点。
• 在中国田间种群中鉴定到主要抗性相关突变（F331W、L925I、T929V）的高频率。
• 证实MED生物型（Mediterranean, MED）优势，以及番茄来源种群中近乎普遍的TYLCV（Tomato yellow leaf curl virus，番茄黄化曲叶病毒）感染（>95%）。

研究背景：Bemisia tabaci（烟粉虱）是全球重大农业害虫，寄主范围广，除直接刺吸为害外，还通过蜜露沉积诱发煤污病，并高效传播植物病毒，尤其是TYLCV（Tomato yellow leaf curl virus，番茄黄化曲叶病毒）。TYLCV仅由B. tabaci传播，可造成植株严重衰退和产量损失，并可在成虫间水平传播和经卵垂直传播。B. tabaci为隐存种复合体，包含超过24个形态不可区分种，其中Middle East–Asia Minor 1（MEAM1）和Mediterranean（MED）最具入侵性和经济重要性；MED较MEAM1具有更强杀虫剂耐受性和更高TYLCV传播效率。中国1949年首次记录B. tabaci，1990年代MEAM1入侵后其重要性上升，2003年MED到达并迅速成为优势隐存种。化学杀虫剂仍是管理B. tabaci最广泛和快速的策略，包括新烟碱类（neonicotinoids）、拟除虫菊酯类（pyrethroids）和昆虫生长调节剂等；但大量重复施用加速抗性进化，降低田间防效并促进进一步用药。全球抗性监测显示显著地理变异，西班牙、以色列、澳大利亚等报道spirotetramat、pyriproxyfen、cyantraniliprole高抗，印度、克里特等报道拟除虫菊酯中高抗，苏丹、加州报道有机磷抗性升高，巴基斯坦、美国、塞浦路斯和中国报道新烟碱类广泛抗性。机制上，ace1（acetylcholinesterase gene，乙酰胆碱酯酶基因）和电压门控钠通道基因是重要突变位点，F331W、L925I、T929V可赋予有机磷和拟除虫菊酯显著抗性。鉴于抗性快速进化和高入侵隐存种优势，研究人员对中国18个主要农业区B. tabaci种群开展综合评价，评估9种常用杀虫剂抗性水平，鉴定隐存种组成，确定TYLCV分布，并量化F331W、L925I、T929V频率，以支持区域特异性抗性管理和IPM（integrated pest management，综合害虫管理）。结论显示成虫新烟碱类极高抗，未成熟阶段对spirotetramat、cyantraniliprole和pyriproxyfen广泛高抗，地理变异明显，MED优势且番茄来源TYLCV感染>95%，为阶段特异和区域特定IPM提供依据。

关键技术方法（不超过250字）：2022–2023年从中国18个主要农业区采集35个B. tabaci田间种群，来源包括海南三亚、海口，内蒙古呼和浩特、赤峰，山东济南、烟台，河南开封，浙江杭州，山西运城，河北保定，北京海淀、通州，湖南岳阳、长沙，云南元谋，安徽阜阳、太和、苏州，天津武清，湖北武汉等。成虫测定abamectin、thiamethoxam、imidacloprid、thiacloprid、bifenthrin、deltamethrin；卵测定cyantraniliprole、spirotetramat；若虫测定cyantraniliprole、spirotetramat、pyriproxyfen。以实验室敏感种群为基线，probit分析估计LC₅₀，计算抗性倍数（resistance factors, RFs）并按RF分级。每种群20头成虫，经PCR、限制酶切和琼脂糖凝胶电泳检测F331W、T929V、L925I、TYLCV及mtCOI（mitochondrial cytochrome c oxidase I，线粒体细胞色素c氧化酶I）隐存种。

研究结果：
3.1 成虫对abamectin、thiamethoxam、imidacloprid、thiacloprid、bifenthrin和deltamethrin的抗性。27个田间种群成虫生物测定显示，对abamectin多敏感或低抗，SY、JN、HZ、BJ、YC等2023年RF较2022年下降；thiamethoxam在SY7、YC2、YY高抗，SY、YC、BJ上升而JN下降；imidacloprid RF=1.79–255.01，SY1和YC2极高抗，年际波动但平均RF相近；thiacloprid多数中至高抗，SY6和SY7尤其高；bifenthrin低至中抗（RF=1.78–16.17），YY、CS、HZ最高；deltamethrin低至极高抗（RF=2.01–104.98），SY、KF1、BJ上升而JN下降。
3.2 卵对spirotetramat和cyantraniliprole的抗性。卵生物测定显示spirotetramat在SY3、YC1、JN1、JN3、HZ等持续高抗，多个RF>300，SZ最高357.30，SY、BJ、JN从2022至2023上升；cyantraniliprole总体中抗，但YC1、TJ、HZ极高，HZ>4000，SY急剧下降而BJ、JN上升。
3.3 若虫对spirotetramat、cyantraniliprole和pyriproxyfen的抗性。若虫对spirotetramat多中高抗，YY最高203.57，SY、BJ、YC在2023下降而JN略升；cyantraniliprole中至极高抗，BJ1 RF=721.43、JN1 RF=425.00，但LC₅₀仍低于推荐田间剂量，总体下降尤其BJ；pyriproxyfen在BJ1、JN3、YY持续高抗（RF=133.95–194.93），SY、BJ、YC下降而JN显著上升。
3.4 抗性相关基因突变监测。基因分型显示F331W、T929V、L925I高频。F331W：18个种群中15纯合抗性、2杂合抗性、1纯合敏感；T929V：7纯合抗性、5纯合敏感、各3杂合抗性或混合基因型；L925I：7杂合抗性、6纯合敏感、5混合基因型。抗性等位基因已广泛存在。
3.5 隐存种鉴定与TYLCV感染状态。35个种群中4个三亚种群为MEAM1和MED混合，其余31个均为MED；寄主包括茄子、番茄、黄瓜、哈密瓜、辣椒、甘薯和冬瓜。TYLCV在11个番茄来源种群中10个检出，感染率均>95%，表明病毒在相关番茄产区广泛流行。

讨论部分总结：成虫常规杀虫剂中，abamectin仍较有效，抗性有限；新烟碱类广泛抗性且imidacloprid和thiamethoxam较2015–2021继续上升，可能由代谢解毒介导部分交互抗性，需轮换不同作用机制。拟除虫菊酯抗性较低但部分上升，分子检测与表型不一致，提示细胞色素P450s（cytochrome P450s）和酯酶（esterases）等代谢机制参与，且敏感种群也可检测到突变，故分子诊断应结合生物测定。未成熟阶段，spirotetramat对若虫效果高于卵，卵敏感性低可能因穿透差；cyantraniliprole对若虫活性强但部分高抗，应谨慎轮换。pyriproxyfen自1989年长期使用，11个监测地区中8个仍高或极高抗，部分区域可能不再适用。地理变异上，abamectin全国低抗，新烟碱类在华中和华南较高（中位RF>50），拟除虫菊酯在西南高（中位RF>40），spirotetramat和pyriproxyfen在华东和华中最高，cyantraniliprole在华北最高，与种植制度、施药强度和气候有关，需区域特定管理。靶标突变F331W、T929V、L925I高频率反映超过60年有机磷暴露，其分布与有机磷和拟除虫菊酯表型相关，混合基因型提示持续选择和基因流。MED在中国占绝对优势，仅三亚有4个MEAM1–MED混合，可能与新烟碱类和pyriproxyfen密集应用下MED存活更高有关；作为TYLCV媒介，MED与番茄和辣椒病毒暴发相关，10/11番茄种群感染率>95%，TYLCV感染还可增强MED存活和产卵并缩短发育。高抗MED与高效传毒构成双重威胁，需同时针对抗性和病毒。IPM上需抗性-informed、阶段特异和全球协调策略，轮换不同作用机制，按发育阶段选药，分子监测预警，并移除感染植株、管理杂草寄主和早期减少媒介种群以限制TYLCV传播。

研究结论部分翻译：本研究提供了B. tabaci杀虫剂抗性的全面且最新评估，结合表型生物测定、隐存种组成、病毒流行和抗性相关突变，跨越多个发育阶段。抗性谱的显著地理异质性、高度适应MED的优势以及靶标突变广泛发生，反映该害虫受到强而分化的选择压力。这些发现为循证、可持续杀虫剂使用提供关键见解，并为设计进化感知、全球相关IPM项目提供信息。持续监测，结合跨区域信息共享和适应性管理策略，对遏制抗性升级并在更广尺度保障农业生产至关重要。