[目的]桃小食心虫Carposina sasakii与梨小食心虫Grapholita molesta是世界性果树害虫,气候变暖对其各自地理种群的发生与危害产生重要影响.本研究旨在明确桃小食心虫与梨小食心虫成虫地理种群间快速耐热性及其可塑性差异,以期为其预测预报与综合防控提供依据.[方法]通过测定基底条件(未经预处理)下与经过35 ℃预处理2 h的热锻炼条件下桃小食心虫与梨小食心虫成虫在恒温42.5 ℃下的击倒时间(knockdown time,KDT)与临界高温(critical thermal maximum,CTMax),系统比较了桃小食心虫吉林种群、郑州种群和实验室种群及梨小食心虫吉林种群、郑州种群、南昌种群和实验室种群等不同地理种群成虫的快速耐热性及其可塑性异同.[结果]桃小食心虫与梨小食心虫各地理种群成虫的KDT变化较为一致,两种食心虫各种群间与性别间的KDT均无显著差异,而热锻炼使桃小食心虫与梨小食心虫的KDT分别显著提高14.63和55.12 s,种群、性别和锻炼3个因子间两两交互或三者交互作用均不显著.桃小食心虫与梨小食心虫各自地理种群的成虫对CTMax反应差异较大,桃小食心虫成虫种群间CTMax差异显著,高低依次为吉林种群[(38.57±1.61)℃]、郑州种群[(37.60±1.32)℃]和实验室种群[(37.24±1.46)℃],锻炼对桃小食心虫成虫CTMax的影响显著,且与种群存在交互作用,主要体现在热锻炼使吉林和郑州种群的CTMax分别显著提高了 2.05和1.34℃,而室内种群基底CTMax与热锻炼后无显著差异.梨小食心虫成虫种群间CTMax差异显著,从高到低依次为南昌种群[(39.20±1.81)℃]、吉林种群[(38.63±1.42)℃]、郑州种群[(38.27±1.32)℃]和实验室种群[(38.15±1.51)℃],热锻炼对梨小食心虫成虫CTMax的影响显著,且与种群存在交互作用,主要体现在热锻炼仅显著提高了郑州种群的CTMax[基底:(38.18±1.34)℃;热锻炼后:(39.17±0.60)℃],而对吉林种群、南昌种群和实验室种群的CTMax均无显著提高.性别因子、及其与种群或热锻炼的交互作用以及这3个因子三者交互作用分别对桃小食心虫和梨小食心虫成虫CTMax影响均不显著.[结论]与中部种群相比,桃小食心虫北方种群快速耐热性较强;而梨小食心虫南部、中部、北部种群间,南方种群快速耐热性较强;实验驯化均会降低两种食心虫的快速耐热性;锻炼会分别提高两种食心虫的快速耐热性,但不同种群间耐热可塑性不一致,上述结论可能由于物种间的热适应进化机制不同及地理种群间生存环境差异所致.厘清桃小食心虫与梨小食心虫地理种群间快速耐热性及其可塑性的异同,对气候变暖条件下昆虫热适应研究与果品安全生产具有重要意义.

[目的]研究中华按蚊Anopheles sinensis细胞色素P450基因AsCYP9J5是否与溴氰菊酯抗性有关.[方法]PCR克隆中华按蚊AsCYP9J5的开放阅读框并进行生物信息学分析.采用RT-qPCR检测AsCYP9J5在中华按蚊溴氰菊酯敏感品系(WX-LS)和抗性品系(YN-LR和CQ-LR)雌蛹和雌成蚊以及WX-LS雌蛹头、胸、腹部前3节(腹部前端)、腹部剩余部分(腹部后端)和25 mg/mL溴氰菊酯诱导体外培养的雌蛹头中的表达量.基于上述AsCYP9J5表达量,于YN-LR和CQ-LR化蛹后20 h时雌蛹头部注射dsAsCYP9J5和dsEGFP进行RNAi,采用RT-qPCR检测成蚊中AsCYP9J5的表达量,统计溴氰菊酯处理后成蚊半数击倒时间(half knockdown time,KT50)、击倒率和死亡率.通过分子对接模拟预测AsCYP9J5与溴氰菊酯相互作用的氨基酸残基.[结果]克隆获得AsCYP9J5开放阅读框,全长1 626 bp,编码541个氨基酸,无信号肽和跨膜结构域.AsCYP9J5在YN-LR和CQ-LR不同发育阶段表达量不同,化蛹末期至羽化后9 h在YN-LR中的表达量显著高于在WX-LS中的,在化蛹后30 h至羽化后72 h期间CQ-LR中高表达,各发育阶段(化蛹后20 h除外)CQ-LR中的表达量均显著高于在WX-LS中的;AsCYP9J5在WX-LS雌蛹头部的表达量最高,其次是在胸部,而在腹部前端和腹部后端的表达量接近并最低.溴氰菊酯诱导12 h时WX-LS雌蛹头部AsCYP9J5的表达量比对照组上调了 11倍,诱导24 h时AsCYP9J5的表达量略低于对照组.与注射dsEGFP的对照组相比,注射dsAsCYP9J5的YN-LR和CQ-LR处理组成蚊AsCYP9J5的表达量分别下调了约68％和38％,分别约提前10和20 min出现明显的击倒现象,击倒率明显升高,死亡率分别增加了 28.6％和24.0％,表明沉默AsCYP9J5导致中华按蚊对溴氰菊酯的敏感度显著增加.分子对接模拟结果显示,溴氰菊酯可以进入AsCYP9J5的结合口袋,并且与Arg-488形成二元的Pi-阳离子相互作用,与AsCYP9J5的Phe-109发生稳定的T型Pi-Pi叠合,与Cys-348和Thr-344形成Pi-硫与Pi-孤对电子相互作用,侧链可以与AsCYP9J5的Gln-224形成稳定氢键相互作用,也可以与Ile-227,Leu-413和Lys-53形成稳定的疏水相互作用网络.[结论]本研究结果表明AsCYP9J5参与中华按蚊溴氰菊酯抗性表型的维持,这为进一步探究该基因编码的蛋白酶代谢溴氰菊酯的分子机理奠定了前期基础.

柑橘大实蝇是柑橘上的重要害虫.本文分别利用Y型嗅觉仪和饲喂法测定了柑橘大实蝇成虫对12种杀虫剂的选择行为和击倒作用,以期筛选出田间防治柑橘大实蝇的高效农药,并为研发其诱杀剂提供理论依据.结果 表明:12种杀虫剂中,吡虫啉、阿维菌素对雌成虫具有极显著的驱避作用;多杀霉素、丁硫克百威、阿维菌素、氟铃脲对雄成虫具有极显著的驱避作用;多杀霉素、毒死蜱、噻嗪酮对雌成虫具有显著的驱避作用;啶虫脒、噻虫嗪、乙酰甲胺磷、高效氯氟氰菊酯和高效氯氰菊酯对柑橘大实蝇雌雄成虫既无驱避作用也无引诱作用.同种药剂对柑橘大实蝇雌雄成虫的击倒时间无显著差异,不同药剂间对柑橘大实蝇成虫的击倒时间有显著差异,其中啶虫脒的击倒时间(KD50＜1 min)最短.综合考虑杀虫剂对柑橘大实蝇选择行为的影响及击倒作用,认为啶虫脒更适宜作为柑橘大实蝇诱杀剂中的杀虫剂.

目的 探讨代谢解毒酶活性变化和击倒抗性(kdr)基因突变在白纹伊蚊菊酯类抗性机制中的作用.方法 2017年8月至9月分别在山东省济南市千佛山公园(JN)、浙江省杭州市上茅家埠(HZ)、上海市宝山区宝山六村(BS)、上海市杨浦区共青森林公园(YP)和海南省海口市美兰区居民区(HK)采集现场白纹伊蚊(生物测定均为抗性种群),检测其代谢解毒酶谷胱甘肽S-转移酶(GST)和多功能氧化酶(MFO)的活性并与敏感品系的白纹伊蚊比较,采用分类回归树方法(CART)分析GST和MFO活性变化及kdr突变(I1532和F1534)在抗性产生中的贡献率.结果 白纹伊蚊敏感品系的GST和MFO的活性基线水平均高于现场抗性种群BS和HK(P均<0.01).BS种群接触溴氰菊酯后与未接触杀虫剂的基线相比,GST和MFO变化不明显(P>0.05),接触氯菊酯后GST活性升高(P<0.05),MFO活性也升高(P<0.01);HK种群接触溴氰菊酯后GST活性差异不明显(P>0.05)、MFO活性升高(P<0.01),接触氯菊酯后GST和MFO活性变化均不明显(P均>0.05).5个现场抗性种群接触溴氰菊酯和氯菊酯后的GST和MFO活性与敏感品系的基线相比,变化无规律.CART分析结果显示,白纹伊蚊对溴氰菊酯的抗性产生中GST活性和kdr F1534突变的贡献率较大,其次是MFO活性,kdr I1532突变贡献率最小;对氯菊酯的抗性产生中,kdr F1534突变的贡献率最大,其次是GST和MFO活性,kdr I1532突变无贡献.结论 代谢解毒酶GST和MFO活性水平不适合作为判断白纹伊蚊种群对菊酯类杀虫剂抗性的单因素指标;代谢解毒酶活性变化和kdr突变可能是白纹伊蚊对菊酯类杀虫剂抗性产生中相互协同的2种机制.

[目的]探究细胞色素P450基因AsCYP6Z2是否与中华按蚊Anopheles sinensis抗拟除虫菊酯有关.[方法]克隆中华按蚊AsCYP6Z2基因的编码区.采用实时定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)检测该基因在中华按蚊溴氰菊酯敏感品系(WX-LS)和抗性品系(YN-LR)雌蚊不同发育阶段的表达和在敏感品系雌蛹不同组织中的表达.雌蛹腹部后端分别在25 mg/mL溴氰菊酯溶液和纯丙酮溶液(对照)中体外培养后,采用qPCR检测AsCYP6Z2在溴氰菊酯处理组和丙酮对照组中的表达差异.于化蛹后10 h分别注射dsAsCYP6Z2(RNAi组)和dsEGFP(对照组),采用qPCR检测AsCYP6 Z2在RNAi组和对照组中的表达差异;采用生物测定方法测定RNAi组和对照组中雌成蚊接触0.05％溴氰菊酯药膜1h内的击倒率及雌成蚊接触0.05％溴氰菊酯药膜1h并恢复24 h时的死亡率.通过分子对接预测该基因与溴氰菊酯相互作用的氨基酸残基.[结果]克隆获得了AsCYP6 Z2基因(GenBank登录号:MT840336)的编码区,其开放阅读框(ORF)长1 251 bp,编码416个氨基酸,无信号肽和跨膜结构域.发育表达谱表明,AsCYP6 Z2基因主要在化蛹30 h至成蚊3h期间高表达,且抗性品系的基因表达量明显高于敏感品系的;组织表达谱显示该基因在腹部后端的表达量较高,其次是在腹部前端和胸部,在头部的表达量最低.雌蛹腹部后端在25 mg/mL溴氰菊酯溶液中培养12h和24 h后,处理组中AsCYP6Z2的表达量相比于对照组(纯丙酮培养组)分别上调4倍和13倍.RNAi干扰AsCYP6Z2后,RNAi组中AsCYP6Z2基因的表达量相较于对照组(dsEGFP注射组)下调了约80％.雌成蚊接触0.05％溴氰菊酯药膜1h后,RNAi组中的个体比对照组中的约提前20 min出现明显的击倒现象,且击倒率明显高于对照组;雌成蚊接触0.05％溴氰菊酯药膜1h并恢复24 h后,RNAi组中的个体死亡率相比对照组增加了17％,表明沉默AsCYP6Z2基因导致蚊虫对溴氰菊酯的敏感度显著增加.溴氰菊酯与AsCYP6Z2预测蛋白的分子对接研究结果显示,溴氰菊酯可以进入AsCYP6Z2蛋白的结合口袋,并且与Cys-155形成Pi-硫相互作用以及产生较稳定的氢键,侧链也可与AsCYP6Z2的Ala-165,Val-72,Leu-76,Leu-82和Ala-24等氨基酸残基形成稳定的疏水相互作用网络.[结论]研究结果表明AsCYP6Z2基因参与中华按蚊溴氰菊酯抗性表型的维持,这为进一步探究该基因在拟除虫菊酯类杀虫剂代谢过程中的分子机理奠定了前期基础.

[目的]Ⅲ型海葵毒素(Av3)对昆虫具有显著的选择性毒性,对其作用机制的研究对新型高选择性毒性杀虫剂的设计研究具有重要意义.[方法]反向高效液相色谱及电喷雾质谱用于鉴定化学合成的Av3野生型(Av3 wild type,Av3-WT)及其突变体的纯度和分子量;生物活性测定检测Av3-WT及其突变体对德国小蠊Blattella germanica成虫的毒力;双电极电压钳技术检测Av3-WT及其突变体对德国小蠊钠通道BgNav1-1a失活的抑制作用.构建基于BgNav1-1a与大鼠钠通道rNav1.2a的重组嵌合体,通过双电极电压钳技术确定BgNav1-1a上参与Av3-WT选择性毒性的关键区域.[结果]芳香族氨基酸Y7,W8和Y18分别突变后形成的Av3-WT突变体Y7A,W8A和Y18A对德国小蠊成虫的毒力显著降低,半数击倒剂量(KD50)与Av3-WT相比均增加了超过10倍;与Av3-WT对通道失活62％的抑制率相比,250 nmol/L的毒素突变体Y7A,W8A和Y18A对BgNav1-1a失活的抑制作用也显著降低,通道失活的抑制率分别降低到12％,23％和8％;以rNav1.2a胞外环DI/SS5-S6替换BgNav1-1a的相应序列获得的重组嵌合体钠通道对Av3-WT毒素的敏感性几乎丧失,仅3.6％的通道在1μmol/L Av3-WT作用下失活被抑制.BgNav1-1a胞外环DI/SS2-S6上的His404突变为Tyr后几乎丧失对毒素的敏感性,仅6％的通道在1μmol/L Av3-WT作用下失活被抑制.[结论]芳香族氨基酸Tyr7,Trp8和Tyr18参与到构成Av3-WT分子的生物活性表面;钠离子通道胞外环DI/SS2-S6是影响Av3-WT毒素发挥选择性的关键结合区域,BgNav1-1a的DI/SS2-S6上的His404则是影响Av3-WT选择性毒性的关键氨基酸.

目的 了解几种常用卫生杀虫剂对马陆的毒杀效果,为马陆的防控提供科学依据.方法 通过药剂筛选试验测定5种不同杀虫机制的药剂对马陆的毒杀活性,测定了15％高氯·残杀威悬浮剂对马陆的半数致死量(LD50),并用现场模拟试验对其毒杀效果进行验证.采用Excel 2016和SPSS 19.0软件进行数据统计分析,采用x2检验比较不同药剂处理后马陆击倒差异.结果 药剂筛选测试结果显示,15％高氯·残杀威悬浮剂、12％高氯·毒死蜱乳油、10％高效氯氟氰菊酯可湿性粉剂、20％残杀威乳油和10％吡虫啉悬浮剂5种药剂稀释100倍对马陆的半数击倒时间(KT50)分别为 1.78、8.55、43.17、1.15、9.23min;KT90分别为2.63、20.02、68.83、2.03、22.80 min;施药2 h后死亡率分别为76.25％、56.25％、73.33％、56.67％、46.67％;24 h死亡率均为100％.5种药剂200倍稀释对马陆的KT50分别为2.08、23.26、56.00、1.49、52.78 min;KT90 分别为 3.15、33.35、85.68、2.98、79.55 min,施药 2h 后致死率为 65.00％、47.50％、68.33％、40.00％、36.67％,施药24 h后致死率均为100％.室内毒力测定结果显示,15％高氯·残杀威悬浮剂对马陆的LD50为5.42 mg AI/m2.现场模拟试验条件下,15％高氯·残杀威悬浮剂在7.5、15.0、30.0 mg AI/m2剂量下对马陆24 h死亡率分别为98.33％、100％和100％.结论 常用5种杀虫剂中15％高氯·残杀威悬浮剂对马陆的毒杀效果较为优异,这对公共环境马陆防治用药选择具有一定的参考和指导作用.