笔者在基层调研过程中,经常听到农户反馈蚜虫难于防治,以前使用的防控药剂大多都已经失灵。笔者从事蚜虫化合物研究和推广应用多年,对蚜虫抗性进行多年研究,关于蚜虫防控笔者有自己的独自的见解。
一、蚜虫寄主和种类繁多:
今天主要和大家主要交流蚜虫抗性的难题。蚜虫的寄主种类繁多,危害的植物主要有粮食作物、经济作物,以及园林观赏植物(如花卉)等,包括大豆、棉花、烟草、油菜、马铃薯、玉米、高粱、小麦、西瓜、茄子、黄瓜、甜瓜、桃树、苹果树、杏树、大白菜、辣椒、菊花、百合、玫瑰、月季、苜蓿等。蚜虫的种类繁多,例如,棉花上的蚜虫有棉蚜、棉长管蚜、桃蚜Myzus persicae、拐枣蚜Xerophilaphis plothikovi、棉黑蚜A. atrata,主要为棉蚜和棉长管蚜。
蚜虫作为一种刺吸式口器害虫,蚜虫可通过直接取食植物汁液和传播植物病毒造成危害。长期以来,防治蚜虫主要依赖于化学杀虫剂,但蚜虫具有种群数量大、繁殖速度快、适应性强等特点,能快速适应防治药剂并产生抗药性,严重影响化学防治的效果,新烟碱类杀虫剂是近年来蚜虫田间防治的主要药剂,但近年来蚜虫对新烟碱类杀虫剂产生较高水平的抗性,已成为蚜虫有效防控中面临的最大挑战。
二、不同化合物对蚜虫防控受体研究:
国际杀虫剂抗性行动委员会(IRAC)将新烟碱类杀虫剂归类于Group 4,新烟碱类杀虫剂作用于昆虫烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptor,nAChR),是nAChR的选择性激动剂,该类杀虫剂能够通过与昆虫nAChR的结合阻断昆虫中枢神经系统信号的正常传导,导致害虫死亡。拟除虫菊酯类杀虫剂是通过干扰神经膜中钠离子通道,阻碍神经信号的传输,最终导致害虫死亡。IRAC将其归入Group 3A,钠离子通道调节剂。有机磷类杀虫剂,IRAC将这类杀虫剂归类为Group1B,乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制剂。氨基甲酸酯类杀虫剂,IRAC将这类杀虫剂归入Group1A,乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制剂。氟啶虫酰胺(flonicamid)是一种新型吡啶酰胺类杀虫剂,IRAC将其归类为Group 29,弦音器烟酰胺酶抑制剂,与目前市场蚜虫防治药剂无交互抗性。氟啶虫胺腈(sulfoxaflor)作用于昆虫乙酰胆碱受体,为乙酰胆碱受体激动剂。氟啶虫胺腈与受体结合后,受体通道打开,细胞膜外的Na+向细胞内流动,通过神经细胞间的电信号传递来控制神经系统的机能。溴氰虫酰胺(cyantraniliprole)为鱼尼丁受体抑制剂类杀虫剂,通过激活靶标害虫的鱼尼丁受体,引起横纹肌和平滑肌细胞内贮存的钙离子被迫释放,导致害虫运动调节紊乱,麻痹,最终死亡。双丙环虫酯(afidopyropen)为生物源杀虫剂,是全新丙烯类(pyropenes)化合物杀虫剂成分。双丙环虫酯独特的作用机理在于其对昆虫弦音器TRPV通道具有调节作用。从而引起昆虫神经系统紊乱,丧失协调性,迅速停止取食,最终因脱水和饥饿而死亡。鱼藤酮也为植物源杀虫剂,作用于线粒体电子呼吸链的复合体Ⅰ,通过抑制电子传递,而致害虫死亡。印楝素通过干扰虫害生长发育,阻止若虫或幼虫脱皮,改变昆虫的交尾行为。苦参碱及苦参提取物其自身含有氨基酸、多糖及黄酮类化合物等,使用后能促进植物提高光合作用和叶绿素含量,补充植物生长所需营养,增强免疫力,对作物安全,对环境、天敌友好,无残留药害。
三、蚜虫靶标通道代谢抗药性研究:
细胞色素P450是生物体内最重要的解毒代谢酶,细胞色素P450对杀虫剂的代谢能力直接影响昆虫对杀虫剂的耐受性。目前已知蚜虫对新烟碱类杀虫剂的抗性大多与P450介导的解毒代谢增强有关。羧酸酯酶作为另外一种十分重要的解毒酶,能够催化水解含羧基酯键、酰胺键和硫酯键的化合物,羧酸酯酶代谢能力的增强也是蚜虫抗药性产生的重要机制之一。谷胱甘肽S-转移酶催化谷胱甘肽结合反应,使还原性谷胱甘肽与有害亲电子基团结合并排出体外,起到解毒代谢的作用。谷胱甘肽S-转移酶活力的提高是引起蚜虫对化合物产生抗性的重要原因之一。UDP-葡糖基转移酶(UDP-glycosyltransferase,UGT)是一种重要的Ⅱ相代谢酶,能够催化多种内源和外源物质与葡萄糖醛酸结合,在蚜虫内源和外源化合物的解毒代谢中具有重要作用。UGT被发现在蚜虫对新烟碱类杀虫剂的抗性产生过程中起着重要的解毒代谢作用。ABC转运蛋白基因抑制过表达的ABC转运蛋白基因ABCA2、ABCD1、ABCD2、ABCE1和ABCG15能够显著提高抗性蚜虫对新烟碱类的敏感性,说明蚜虫对新烟碱类的抗性与ABC转运蛋白有关。
四、不同化合物对蚜虫抗药性研究:
全国农技中心发布的《全国农业有害生物抗药性监测报告》显示,蚜虫种群对吡虫啉的抗性倍数超过100000倍。啶虫脒对蚜虫抗性倍数为221-777倍。噻虫嗪对蚜虫抗性倍数为122-1095倍。蚜虫对高效氯氰菊酯抗性倍数>10000倍。蚜虫对溴氰菊酯抗性倍数>4500倍。蚜虫种群对丁硫克百威的抗性倍数为43-1400倍。蚜虫对抗蚜威产生抗性倍数达到1400倍。蚜虫对氟啶虫酰胺的抗性倍数为15.2-169.5倍。蚜虫对氟啶虫胺腈抗性倍数在1.3~266.8倍。
五、降低蚜虫抗药性的方法与策略:
蚜虫个体微小,繁殖速度快,抗性发展迅速,防治难度大,在当前及未来相当长的时间内,化学防治仍然是蚜虫防治中不可替代的重要防治手段。在保证防效的同时,科学合理的减施增效措施是降低蚜虫抗药性必然选择。
1、持续加强田间种群抗药性动态监测:
持续抗药性监测是制定蚜虫抗药性治理策略和精准选药的关键,综合利用各种抗药性检测技术,系统测定蚜虫对化合物杀虫剂的抗性发生频率和抗性水平的时空变化,了解其抗性发生和发展的规律。
2、合理选择混用和轮用杀虫剂组合:
抗性治理中的药剂混用是利用一组具有独立作用机制的化合物,形成多位点作用,其中可以采用化学农药与植物源或生物源相结合,或不同作用机制的杀虫剂相互混配进而达到降低蚜虫抗药性的目的。
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