褐飞虱危害和抗药性机理及其治理

合理利用水稻抗虫品种
• 目前就已成功地将对褐飞虱具杀虫效果的雪莲凝集素基因 与野生稻抗虫基因转人水稻植株之中。
化学防治与生物防治相结合
• 褐飞虱的天敌蜘蛛、蜷和寄生蜂等是田间控制褐飞虱种群 发展不可忽视的力量。充分利用天敌对褐飞虱的抑制作用, 可以减少用药, 延缓其抗药性的产生和发展。
新型药剂的替代使用
• 就已产生抗药性的害虫而言, 更换新型杀虫剂是最为方便, 有效的。 新杀虫剂大面积使用之前, 应该制定一套害虫抗性的综合 治理措施, 通过技术措施和行政干予相结合的管理办法控 制。新型杀虫剂选择压仍至关重要, 否则同样会面临害虫 产生抗性的严重问题。
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使用选择性杀虫剂
• 使用选择性杀虫剂：保存天敌并阻止害虫的再猖撅。 水稻生长前期防治褐飞虱禁用或慎用有机磷、菊酯类农药， 噻嗪酮对天敌安全的杀虫剂, 在印尼的水稻害虫综合治理
中被极力推荐用以对褐飞虱的防治。
农药科学合理的使用技术
• 具不同作用机制的杀虫剂混用、轮用以及镶嵌式施药可减 缓害虫体内抗性基因的积累, 即可以延缓抗性的发展 无交互抗药性的杀虫剂间合理轮用或混用是克服或延缓褐 飞虱抗药性的有效途径。 另外, 在农药中添加适量的增效剂, 以提高药效, 抑制抗药 性的发展
经济损失
Catindig等人在1998至2007年统计的数据显示:
中国每年有数百万公顷的水稻受到揭飞虱侵袭,尤其在年和 年分别达到了万公顷和万公顷,达到了历史最高记录,而且这 种趋势还在增加。 近年来,每年稻飞虱在我国的发生面积约0.25亿hm2等,,虽 然实际防控面积0.67亿hm2次以上,投入的农药制量和成本相
抗性机制
1.表皮穿透性下降
表皮穿透作用降低实际上是穿透常数降低,即仅仅是使杀虫剂穿透表 皮的速率降低, 而不是使透过表皮的杀虫剂减少, 最终的透人量是一样 的。但由于药剂进入虫体的速度减慢, 能为代谢作用提供充足的时间， 表皮穿透因子在褐飞虱的抗药性中可对其他抗性因子起催化作用。
2.解毒代谢作用增强（一般主要原因）
4.其他机理
褐飞虱可能会产生一个替代回路, 使正常的生理过程不受影响,这可能是抗性产 生的另1 种机理。
• 褐飞虱对吡虫啉的抗性机理主要包括细胞色素P450单加 氧酶活力的升高和靶标不敏感性两个方面： 抗性上升第一阶段的主导机制 第二阶段抗性变化 p450酶活 靶标不敏感性的出现
高抗 水平
• 褐飞虱田间种群产生抗药性的原因与多功能氧化酶活力的 升高密切相关,与羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶及谷胱甘肽转 移酶没有必然的联系。
褐飞虱主要通过谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)、羧酸酯酶（COEs）及微 粒体单加氧酶（细胞色素P450，P450s）进行解毒,其中醋酸酯酶起 主要作用。 羧酸酯酶在褐飞虱对有机磷农药抗性中起主要作用, 氨基甲酸醋类的 抗性机理以乙酞胆碱醋酶(AChE ) 敏感性降低为主。
抗性机制
GSTs： 谷胱甘肽- S- 转移酶广泛分布于生物体的重要解毒酶系。它主要包括催化还原型谷 胱甘肽与有毒亲电子化合物扼合, 以增加毒性物质的水溶性而排除体外; 且对脂质过 氧化产物进行解毒, 从而降低氧化应激损伤; 及以隔离机制被动结合杀虫剂等。 GSTs 与昆虫对有机磷、有机氯和拟除虫菊酯类杀虫剂抗性相关。 COEs
• 褐飞虱抗药性治理的一个关键性前提是对早期抗性水平的 估测, 并以此来指导杀虫剂的使用从而减少选择压。生物 测定是用于定量监测褐飞虱抗药性的传统方法, 但是目前
亦已发展形成了一些快速简便的新方法。
抗性治理
抗性治理
• • • • • 新型药剂的替代使用 使用选择性杀虫剂 农药科学合理的使用技术 合理利用水稻抗虫品种 化学防治与生物防治相结合
昆虫对有机磷和氨基甲酸脂类杀虫剂产生的代谢抗性主要与酸酯酶活性变化相关,其
主要机理是是通过隔离并缓慢代谢杀虫剂产生广谱抗性或者直接代谢含有一个共通 酯键的有限类型的杀虫刻 P450s Cty p450介导的昆虫主要:p450过量表达、氨基酸序列改变及两者的联合作用。昆虫 p450基因分为4个亚家族:CYP2、CYP3、CYP4和线粒体亚家族。
褐飞虱抗药性监测
• 随着害虫抗药性研究不断深入, 抗性监测的内容与概念已 扩展为抗性检测、抗性监测和抗性风险评估。 （1） 抗性检测是测定害虫种群对药剂敏感性的变化即确定 是否产生抗性, 这在害虫抗性形成早期是非常重要的. （2）抗性监测是通过抗性系统测定了解害虫抗性水平的时 空变化, 为制定抗性治理决策或衡量抗性治理成效提供依 据。 （3）抗性风险评估一般用于特定环境中药剂使用后出现抗 性可能性的预测, 是就害虫对某一杀虫剂产生抗性的能力 作评估。
当高,但水稻的损失仍在25亿kg以上。
药剂使用及其抗性情况
褐飞虱的用药历史和抗性形成过程
时间 20-50年代 50年代中期 60-70年代 80年代初 使用药剂情况 植物油滴扫杀法 有机磷（DDT）大面积使用 有机磷、氨基甲酸酯广泛使用， 天敌降低 昆虫生长调节剂类杀虫剂噻酮, 褐飞虱若虫高效 抗性水平 无 低抗 抗性逐渐增加 中抗
1. 直接刺吸为害；2. 产卵为害 3. 传播或诱发水稻病害； 水稻病毒病（草状丛矮病、齿叶矮缩病）； 水稻纹枯病、水稻菌核病、水稻煤烟病。
为害症状
成虫和若虫群集稻株茎基部刺吸汁液，并产卵于叶 鞘组织中，致叶鞘受损出现黄褐色伤痕。
• 黄塘：水稻孕穗期、抽穗期受害后，稻叶发黄，生长低矮， 影响抽穗或结实（轻者）。 • 冒顶：水稻乳熟期，田间常因严重受伤而呈点片枯黄，倒 伏。称冒顶。造成谷粒千粒重下降、瘪谷增加，甚至颗粒 无收（重者）。
目前褐飞虱抗药情况
对浙江省水稻飞虱抗药性现状调查，嘉兴种群褐飞虱对吡虫啉分别产生了 615. 9 ～ 814. 2 倍抗性，对噻虫嗪产生了 66. 2 倍抗性，对噻嗪酮 具有 13. 0 倍抗性，对烯啶虫胺尚敏感。
摘自：浙江省农科院何月平等，2012 抗性倍数：RR<3敏感,3<RR<5敏感性下降,5<RR<10低水平抗性,10<RR<40中等水 平抗性,40<RR<160极高水平抗性。
抗性机制
3.靶标敏感性下降
昆虫神经系统中作用靶标主要有乙酰胆碱酯酶(ACEh)、乙酰胆碱受体(ACRh)、 神经膜钠离子通道(sodimuehnnael)、ɤ-氨基丁酸(GABA)受体等,这些靶标的敏 感性下降是害虫产生抗药性的重要机理。 如：钠通道----拟除虫菊醋和DDT的抗性、ACEh-----有机磷和氨基甲酸醋类杀虫剂 抗性、GABA受体-----造成环二烯杀虫剂的抗性。 靶标不敏感也是褐飞虱抗药性的重要生化机理,其中对ACEh的研究较多。 AChE不敏感是褐飞虱对异丙威产生抗性的主要机理, 对其它氨基甲酸醋类杀虫 剂也起到同样的作用。
褐飞虱抗药性及其抗性治理
农药学
生物农药与化学生物学教育部重点试验室
内容如下
1.褐飞虱简介 2.褐飞虱抗药性 3.抗性治理
褐飞虱简介
褐飞虱 Nilaparvata lugens(Stal)
分类属性：同翅目 飞虱科 Homoptera:Delphacidae 分布：有远距离迁飞习性；亚洲国家的首要害虫； 单食性（水稻和普通水稻） 褐飞虱为害机理：
90年代
新烟碱类杀虫剂吡虫啉，长效, 大量连续单一使用批 虫淋，褐飞虱对比虫 量少 琳产生高水平抗性 吡虫啉防治失效后,褐飞虱大爆 发,氟虫睛被推荐为防治褐飞風 吡蚜酮、噻虫嗪、烯啶虫胺被替 代药剂使用。目前多种药剂混用 轮用 高抗
2005年
目前
低中抗
结论：化学防治一直褐飞風防治的主要方法，而由于化学杀虫剂持续单一、 大量地不合理使用等原因,给褐飞虱施加了很大的杀虫剂抗性选择压力,从 而一度使褐飞虱抗性增加