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小菜蛾是十字花科蔬菜上一种非常重要的世界性害虫。阿维菌素作为一种高效低毒的抗生素类杀虫剂,对小菜蛾具有很好的杀虫效果。但是由于大范围的长期单一使用,致田间小菜蛾很快对其产生了抗性。GluCl受体是阿维菌素的主要作用靶标,GluCl受体在小菜蛾对阿维菌素抗性中的作用尚不清楚。本研究通过室内抗药性筛选、不同抗性品系GluClα亚基基因差异位点分析、以及GluClα亚基基因相对表达量的测定,来阐明GluCl受体在小菜蛾对阿维菌素抗性中的作用。
一、小菜蛾对阿维菌素的室内抗性筛选
小菜蛾最初采于福建田间,在室内饲养约5年后用阿维菌素进行抗性汰选。本实验是在前期已进行汰选2年的基础上继续选育,抗性倍数由20.85倍上升到218.92倍,达到了较高的抗性水平。该种群在最初筛选的两年时间里,抗性发展非常缓慢。但是随着汰选次数的逐渐增加,抗性个体的比率显著上升。
二、不同抗性水平的小菜蛾GluClα亚基基因的差异位点分析
分别克隆了室内汰选的福建抗性品系(对阿维菌素的抗性倍数是180倍),广州抗性品系(对阿维菌素的抗性倍数是30倍),田间采集的广东惠州种群(对阿维菌素的抗性倍数是217倍)、云南弥渡种群(对阿维菌素的抗性倍数是513倍)、云南通海种群(对阿维菌素的抗性倍数是680倍)以及海南种群(对阿维菌素的抗性倍数是534倍)小菜蛾GluClα亚基基因。对所获得的多个拷贝序列GluClα亚基基因进行序列比对后发现,共有16个位点发生了核苷酸的变异,其中只有4个位点引起了氨基酸的变异,其他位置还有序列的替换、缺欠和插入。这些变异中,四个氨基酸的变异只是同时出现在室内饲养的广州汰选和福建汰选种群中,在其他抗性种群中没有发现,其他三个位置的序列替换、缺失和插入变异则普遍存在各抗性种群中,各种群之间没有明显的差异。
三、不同抗性水平的小菜蛾GluClα亚基基因的相对表达量分析
采用实时荧光定量的方法,分别对福建敏感品系和福建抗性品系小菜蛾卵、一龄、二龄、三龄、四龄幼虫的GluClα亚基基因进行了表达量分析,结果证明在所检测的各个龄期中,不论是福建敏感品系还是福建抗性品系,一龄小菜蛾GluClα亚基基因表达量最高,但抗性和敏感种群各龄期之间的差异以四龄幼虫为最大,达到7.47倍。同时还对田间采集的小菜蛾云南弥渡种群、云南通海种群、北京南口种群,进行了GluClα亚基基因表达量分析,结果表明各个田间种群相比于福建敏感品系均表现出更高水平的GluClα亚基基因表达量。